一种用于电力闭环加载控制的补偿系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于电力闭环加载控制的补偿系统，包括闭环加载控制器输入补偿模块与闭环加载控制器输出补偿模块。闭环加载控制器输入补偿模块对负载转矩模拟电压值进行采样，同时结合负载转矩采样滞后比重约束条件与闭环加载控制器输入补偿限幅函数，计算出闭环加载控制器输入补偿量，实现对闭环加载控制器输入量的补偿。闭环加载控制器输出补偿模块对负载转矩给定值进行采样，同时根据负载转矩给定值微分比重约束条件与闭环加载控制器输出补偿限幅函数，给出闭环加载控制器输出补偿量，实现对闭环加载控制器输出量的补偿。本发明专利技术能有效降低负载转矩采样误差，同时能显著提高系统在复杂给定信号下的跟随性能。高系统在复杂给定信号下的跟随性能。高系统在复杂给定信号下的跟随性能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电力闭环加载控制的补偿系统


[0001]本专利技术属于电机控制领域，具体涉及一种用于电力闭环加载控制的补偿系统。

技术介绍

[0002]加载器(测功机)是一种为电机动力系统提供转矩的装置，可以用来测试电机带载时性能的优劣。在数控机床、洗衣机、电动汽车等由电机提供动力的产品中，实际使用时内部电机会承受各种类型的负载；在其出厂检测中，可以使用加载器模拟实际负载对其进行加载测试，根据具体性能采取准许出厂或继续改进等决策。
[0003]下面介绍几种传统且应用十分广泛的加载器。
[0004](1)电涡流加载器
[0005]电涡流加载器通过感应盘的运动产生电涡流，随后电涡流又会产生的磁场，并与气隙磁场相互作用，从而产生转矩以达到加载的目的。电涡流加载器具有结构简单、操作方便、测试精度高、稳定性好、使用寿命长等优点。但是该加载器内部结构相对复杂，维护困难。
[0006](2)磁粉加载器
[0007]磁粉加载器根据电磁原理和利用磁粉传递力矩，其制动力矩与励磁电流基本成正比关系，调节励磁电流大小,可达到无级控制。这种加载器结构简单，使用方便，准确度高,但不宜较长时间运行，避免因发热产生高温而使磁粉烧结，降低使用寿命，工作时应通水强制冷却。这种加载方式对测验中、小型电动机转矩十分合适。
[0008](3)磁滞加载器
[0009]磁滞加载器通过磁滞转子杯在气隙内旋转时被脉动磁场反复磁化，从而产生磁滞损耗，形成同转子旋转方向相反的阻转矩，即制动转矩，以达到加载的目的。磁滞加载器结构简单、转子惯量小，无电刷滑环或整流子的摩擦损耗，高速性能好、测试稳定。但是该加载器在功率较大时，辅助设备较繁琐且精度较低。
[0010]近年来，随着电机做工的日益精良以及电机控制理论的日益成熟，基于电机的电力加载器逐渐流行起来。该加载器具有发热量低，操作方便，使用方便，运行成本低等优点。最重要的是，该加载器加载特性非常好,几乎可以从零开始加载，无论是高转速还是低转速(极低转速甚至是零转速下)都能进行稳定加载，而且其加载稳定性是以往任何加载设备所不能比拟的。
[0011]作为电力加载器的一种，表贴式永磁同步电机(Surface
‑
mounted permanent magnetic synchronous motor,SPMSM)由于具有结构简单、功率密度大、转矩惯量比高、动态性能好等优点，并且随着稀土、铁氧体等永磁材料价格的降低以及性能的提高，其在加载系统中的应用也越来越广泛。
[0012]图1为应用较为广泛的基于SPMSM的传统电力闭环加载控制系统框图。变频器处于转矩控制模式，采用矢量控制。PI
T
为闭环加载PI控制器，控制目标是让负载转矩值T
L
跟随负载转矩值给定值PI
T
的输入为E
L
，输出为即电磁转矩模拟电压值T
eA
的给定值。输
出给变频器，经过坐标变换、PI调节、SVPWM等一系列操作后输出驱动信号给逆变器，从而控制加载SPMSM。
[0013]但是，实际情况中被测电机的负载波形多种多样。例如，当波形为高频正弦波或三角波时，上述控制系统的跟随性能将会大大降低，不适合军工、航天等一些对加载精度要求较高的场合。

技术实现思路

[0014]针对现有技术所存在的上述技术缺陷，本专利技术提供了一种用于电力闭环加载控制的补偿系统(Compensatory System for Electrical Closed
‑
Loop Loading Control,CSECLLC)。该方法能有效提高传统电力闭环加载控制系统在复杂给定信号下的跟随性能。
[0015]本专利技术提出的用于电力闭环加载控制的补偿系统(CSECLLC)，包括：闭环加载控制器输入补偿模块(CMICLLC)与闭环加载控制器输出补偿模块(CMOCLLC)。
[0016]所述闭环加载控制器输入补偿模块对负载转矩模拟电压值T
LA
进行采样，同时结合由负载转矩采样滞后比重约束条件给出的负载转矩无滞后比重μ0、负载转矩一阶滞后比重μ1、负载转矩二阶滞后比重μ2、负载转矩三阶滞后比重μ3，计算出闭环加载控制器输入补偿量初值COM
I
；基于闭环加载控制器输入补偿限幅函数LIM
I
(.)，结合加载电机额定转矩T
NL
、被测电机额定转矩T
NT
、负载转矩模拟电压值与实际值之比Ξ
L
，对闭环加载控制器输入补偿量初值COM
I
进行限幅得到闭环加载控制器输入补偿量实现对闭环加载控制器输入量E
L
的补偿；
[0017]所述闭环加载控制器输出补偿模块对负载转矩给定值进行采样，基于负载转矩给定值微分比重约束条件给出负载转矩给定值比重η、负载转矩给定值一阶微分比重λ，同时结合闭环加载控制器采样周期t
PIT
，计算出闭环加载控制器输出补偿量初值COM
O
；基于闭环加载控制器输出补偿限幅函数LIM
O
(.)，结合加载电机额定转矩T
NL
、被测电机额定转矩T
NT
、电磁转矩模拟电压值与实际值之比Ξ
e
，对COM
O
进行限幅得到闭环加载控制器输出补偿量实现对闭环加载控制器输出量，即电磁转矩模拟电压值T
eA
的给定值的补偿。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0019](1)本专利技术中的闭环加载控制器输入补偿模块(CMICLLC)，能有效降低负载转矩采样误差，提高系统运行的稳定性。
[0020](2)本专利技术中的闭环加载控制器输出补偿模块(CMOCLLC)，能有效提高复杂给定信号下系统的跟随性能。
附图说明
[0021]图1是基于SPMSM的传统电力闭环加载控制系统框图；
[0022]图2为本专利技术的CSECLLC系统框图；
[0023]图3为电机加方波负载时负载转矩波形(周期为2s)；
[0024]图4为电机加方波负载时负载转矩波形(周期为1s)；
[0025]图5为电机加正弦波负载时负载转矩波形(周期为2s)；
[0026]图6为电机加正弦波负载时负载转矩波形(周期为1s)；
[0027]图7为电机加三角波负载时负载转矩波形(周期为2s)；
[0028]图8为电机加三角波负载时负载转矩波形(周期为1s)。
具体实施方式
[0029]下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步阐述和说明。所述实施例仅是本公开内容的示范且不圈定限制范围。本专利技术中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。
[0030]如图2所示，本专利技术的CSECLLC系统包括闭环加载控制器输入补偿模块(CMICLLC)与闭环加载控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电力闭环加载控制的补偿系统，其特征在于，包括闭环加载控制器输入补偿模块与闭环加载控制器输出补偿模块；所述闭环加载控制器输入补偿模块对负载转矩模拟电压值T
LA
进行采样，同时结合由负载转矩采样滞后比重约束条件给出的负载转矩无滞后比重μ0、负载转矩一阶滞后比重μ1、负载转矩二阶滞后比重μ2、负载转矩三阶滞后比重μ3，计算出闭环加载控制器输入补偿量初值COM
I
；基于闭环加载控制器输入补偿限幅函数LIM
I
(.)，结合加载电机额定转矩T
NL
、被测电机额定转矩T
NT
、负载转矩模拟电压值与实际值之比Ξ
L
，对闭环加载控制器输入补偿量初值COM
I
进行限幅得到闭环加载控制器输入补偿量实现对闭环加载控制器输入量E
L
的补偿；所述闭环加载控制器输出补偿模块对负载转矩给定值进行采样，基于负载转矩给定值微分比重约束条件给出负载转矩给定值比重η、负载转矩给定值一阶微分比重λ，同时结合闭环加载控制器采样周期t
PIT
，计算出闭环加载控制器输出补偿量初值COM
O
；基于闭环加载控制器输出补偿限幅函数LIM
O
(.)，结合加载电机额定转矩T
NL
、被测电机额定转矩T
NT
、电磁转矩模拟电压值与实际值之比Ξ
e
，对COM
O
进行限幅得到闭环加载控制器输出补偿量实现对闭环加载控制器输出量，即电磁转矩模拟电压值T
eA
的给定值的补偿。2.根据权利要求1所述的用于电力闭环加载控制的补偿系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙志锋，马风力，李博群，
申请(专利权)人：杭州力超智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：