空间矢量调制的感应电动机变结构转矩直接控制方法技术

空间矢量调制的感应电动机变结构转矩直接控制方法属于交流传动技术领域，其特征在于，它是一种根据定子磁链幅值和转矩各自误差的大小通过变结构磁链和转矩控制器去计算出控制这些误差收敛的定子电压矢量，再以空间矢量调制方式生成电压逆变器的开关控制信号以控制感应电动机转矩的方法。它与转子磁场定向控制相比运算量小，实现简单，且对感应电动机的参数变化具有鲁棒性；它与当前使用的直接转矩控制相比，既实现了电压逆变器开关周期的恒定，又克服了直接转矩控制中存在的磁链和转矩控制的抖动问题。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】空间矢量调制的感应电动机变结构转矩直接控制方法
空间矢量调制的感应电动机变结构转矩直接控制方法属于交流电机传动

技术介绍
感应电动机是交流传动中应用最广泛的电动机，但是由于其复杂的控制特性，感应电动机的高性能控制是交流传动技术的主要研究难题之一。在两项静止坐标系(α，β)下，感应电动机的动态方程可以如下表示式中s＝[sα sβ]Tr＝[rα rβ]T分别表示定子磁链和转子磁链，is＝[isα isβ]T表示定子电流，Rs、Rr分别表示定子电阻和转子电阻，ωr为转子转速，us＝[usα usβ]T为定子电压，J=0-110]]>。定子电流、磁链与转子电流、磁链满足如下关系，式中Ls为定子自感，Lr为转子自感，M为互感。不失一般性设感应电动机的极对数np＝1，则转矩方程为感应电动机高性能控制的核心问题是转矩控制。20世纪70年代，德国工程师F.Blashke提出了感应电动机的转子磁场定向控制原理，即通常所说的矢量控制原理，使得交流调速技术发生了一次质的飞跃。它从理论上基本解决了感应电动机控制在静、动态特性上可以与直流电机相当这一问题。矢量控制技术模仿直流电机的控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
空间电压矢量调制的感应电动机变结构转矩直接控制方法，含有控制较易观测的定子磁链并通过直接反馈控制转矩的步骤，其特征在于，它是一种根据定子磁链幅值和转矩各自误差的大小采用变结构磁链和转矩控制器计算出控制这些误差收敛的定子电压矢量，再以空间矢量调制（ＳＶＭ）发生器的方式发出电压逆变器的开关信号，以控制感应电动机转矩的方法，具体而言，它依次含有以下步骤：（１）．设定定子磁链幅值参考值Ψ↓［ｓＲＥＦ］和转矩参考值Ｔ↓［ｅＲＥＦ］，输入计算机；（２）．再把由控制系统调整及控制器 参数整定程序得出的以下参数送入计算机；变结构磁链控制器参数：ε↓［Ψ］＞ε↓［ΔΨ］，ε↓［ΔΨ］＝Ｒ↓［ｓ］Ｍ...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.空间电压矢量调制的感应电动机变结构转矩直接控制方法，含有控制较易观测的定子磁链并通过直接反馈控制转矩的步骤，其特征在于，它是一种根据定子磁链幅值和转矩各自误差的大小采用变结构磁链和转矩控制器计算出控制这些误差收敛的定子电压矢量，再以空间矢量调制(SVM)发生器的方式发出电压逆变器的开关信号，以控制感应电动机转矩的方法，具体而言，它依次含有以下步骤：(1).设定定子磁链幅值参考值ψsREF和转矩参考值TeREF，输入计算机；(2).再把由控制系统调整及控制器参数整定程序得出的以下参数送入计算机：变结构磁链控制器参数：εψ＞εΔψ，ϵΔψ=RsM2ψsREF/σLs2Lr,]]>Kψ＞0：其中，σ＝1-(M2/LsLr)，Ls：定子自感；Lr：转子自感，M：互感；Rs：定子电阻；定子磁链误差的收敛时间：tψ≤|eψ(t0ψ)|/(ϵψ-ϵΔψ)]]>其中，eψ＝VsREF-ψs，ψs：定子磁链幅值，t0ψ为定子磁链ψs控制的初始时刻；变结构转矩控制器参数：ϵTe>|ψsREFθ..s|,]]>KTe＞0：(3).磁链和转矩观测器计算定子磁链幅值和转矩的观测值(3.1).计算机通过电压电流测量电路从交流供电的逆变电路中测得相电流iA，iB，iC及母线电压Vdc，逆变器在观测周期内的开关状态SA(t)，SB(t)，SC(t)；(3.2).由下式计算定子电流、定子电压在静止坐标系上的分量：isα=iA-12(iB+iC),isβ=32(iB-iC),]]>u~sα=Vdc3(2SA-SB-SC),]]>u~sβ=Vdc3(SB-SC);]]>(3.3).由下式计算(3.4).由下式计算(3.5).由下式计算(4).变结构磁链和转矩控制器分别根据eψ、eTe计算定子电压us在定子磁链动态坐标系上的分量usd、usq：首先判别是否t＞tψ若：定子磁链幅值在t时刻已经进入稳态，t≥tψ，则：eψ=ψsREF-ψ^s,eTe=TeREF-T^e,]]>于是：usd=RsσLsψs+Kψeψ+ϵψsgneψ,]]>usq=RsψsREFTeREF+∫tT0t(KTeeTe+ϵTesgneTe)dτ;]]>其中t0T为感应电动机转矩控制的初始时刻；若：定子磁链幅值在t时刻未进入稳态，t＜tψ，则：eψ=ψsREF-ψ^s,eTe=0-T^e,]]>于是：usd=RsσLsψs+Kψeψ+ϵψsgneψ,]]>usq=RsψsREFTeREF+∫tT0t(KTeeTe+ϵTesgneTe)dτ;]]>(5).电压矢量合成及空间矢量调制(SVM)发生器根据usd,usq，计算逆变器所需要的三相开关控制信号SA，SB，SC：(5.1).由下式计算usα，usβ：us=usαusβ=cosθs-sinθssinθscosθsusdus...

【专利技术属性】
技术研发人员：王焕钢，徐文立，杨耕，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]