变频电机双拖动控制方法技术

本发明专利技术公开了一种变频电机双拖动控制方法，涉及电机控制技术领域，包括：在电机启动过程中，当转子初始位置定位阶段结束后，将开环拖动过程划分为两个阶段，即进行双拖动控制：拖动第一阶段，在时间内，采用加速度将电机转速拖动到；拖动第二阶段，在之后的时间内，采用加速度将电机转速拖动到,且，其中，拖动控制参数、、、根据需要进行设定；本发明专利技术可以灵活地对电机启动的异步拖动过程进行控制。步拖动过程进行控制。步拖动过程进行控制。

【技术实现步骤摘要】
变频电机双拖动控制方法


[0001]本专利技术涉及电机控制
，特别是一种变频电机双拖动控制方法。

技术介绍

[0002]传统的变频电机启动过程通常包括转子初始位置定位，开环拖动与无位置传感器控制等三个阶段。其中转子初始位置定位即通过预定位法或者转子初始位置辨识确定电机转子的初始位置；而开环拖动则是采用电流环闭环，转速环开环的方式控制电机，使得电机从初始位置开始旋转，并按照指定的加速度加速到指定的转速；无位置传感器控制则是利用位置观测器获取电机转子位置，采用电流环、转速环双闭环的模式，控制电机按照给定的转速旋转。
[0003]不难看出，开环拖动在电机启动过程中起着承上启下的作用，其性能的优劣直接影响电机启动的成功率。传统的拖动控制方法，通常是人为设定拖动时间与拖动的目标转速（如图1所示），并在拖动时间内按照设定的拖动加速度（拖动加速度=拖动目标频率/拖动时间）控制电机加速旋转。由于拖动目标转速设定的任意性，使得当其值太小时，基于反电动势的位置观测器难以准确估计电机转速和位置，造成从开环拖动阶段切换到无位置传感器控制阶段较为困难，甚至无法完成切换。当拖动目标转速太大时，电机可能由于负载、惯性等原因使得电机的实际转速无法跟随拖动的转速，产生失步现象，严重时甚至导致电机反转，从而造成启动失败。
[0004]具体地，电机在两相旋转坐标系下的定子电压方程为：；其中：、分别是、轴电压；、分别是、轴电流；是电机相电阻；、分别是、轴电感；是电机反电动势系数；是电机运行的角频率，为电机的转速，表示电机的反电动势。<br/>[0005]当开环拖动阶段结束后切换到无位置传感器控制阶段时，需要采用基于反电动势的位置观测器估计电机的转子位置。电机的反电动势可表示为：
[0006]当电机的转速越大，反电动势也越大，电机的转子位置估计也越准确。同时，准确的位置估计是顺利切换到无位置传感器控制阶段的关键。然而，如图1所示，传统的采用单一拖动加速度的模式没有考虑压缩机的不同负载情况。当压缩机负载太重时，太大的拖动加速度会造成电机的失步，即电机转子的位置无法跟随电机拖动转速命令值；反之，当压缩机负载很轻时，如果拖动加速度太小，电机又可能无法进行拖动，而且拖动结束后的目标频率太低，由于反电动势太小，基于反电动势的位置观测器位置估计误差太大，无法顺利完成从开环拖动到无位置传感器控制的过渡，造成启动失败。因此，传统的采用单一拖动加速度的模式适应性较差。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是解决传统的电机拖动控制方法拖动目标转速难以设定，从而无法适应不同的电机负载，容易造成电机启动失败的问题，提出了一种变频电机双拖动控制方法。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种变频电机双拖动控制方法，包括：在电机启动过程中，当转子初始位置定位阶段结束后，将开环拖动过程划分为两个阶段，即进行双拖动控制：拖动第一阶段，在时间内，采用加速度将电机转速拖动到；拖动第二阶段，在之后的时间内，采用加速度将电机转速拖动到,且，其中，拖动控制参数、、、根据需要进行设定。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，在拖动第一阶段，电机转子位置角的计算方法如下：；式中， ，表示 t时刻（）电机旋转的角频率；表示时刻的电机转子位置角；表示拖动第一阶段开始时的电机转子位置角；在拖动第二阶段，电机转子位置角的计算方法如下：；式中，，表示 时刻（）电机旋转的角频率；表示 时刻的电机转子位置角；表示拖动第二阶段开始时，即拖动第一阶段结束时的电机转子位置角。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，在拖动第一阶段，采用累加的方式计算电机转子位置角，具体如下：；式中，，表示离散的时刻, 为大于0的正整数；表示相邻采样时刻的时间间隔，、分别表示、时刻的电机旋转的角频率；、分别表示、时刻的电机转子位置角；在拖动第二阶段，同样采用累加的方式计算电机转子位置角，具体如下：；式中，，、分别表示、时刻的电机旋转的角频率；、分别表示、的电机转子位置角。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，双拖动控制结束后，采用位置观测器估计电机转速及转子位置，基于电流环、转速环双闭环的模式控制电机运行。
[0012]本专利技术的有益效果是：本专利技术可以灵活地对电机启动的异步拖动过程进行控制，增强对不同电机，或者同一电机不同负载工况的适应性，提高电机压差启动、背压启动和平衡压启动的可靠性，提升电机启动的成功率，防止电机启动失败。
附图说明
[0013]图1为传统拖动方法电机启动加速度示意图；图2为本专利技术实施例中先采用较小的拖动加速度，随后采用较大的拖动加速度示意图；图3为本专利技术实施例中先采用较大的拖动加速度，随后采用较小的拖动加速度示意图。
具体实施方式
[0014]下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。
[0015]实施例1一种变频电机双拖动控制方法，将拖动过程划分为两个阶段。第一阶段的时长为，拖动的目标转速为，第二阶段的时长为，拖动的目标频率为，且有。
[0016]在拖动第一阶段，采用较小的电机拖动目标转速，拖动加速度为：
[0017]拖动第一阶段的电机转子位置角为：
[0018]式中，表示t时刻（）电机旋转的角频率；表示 时刻的电机转子位置角；表示拖动第一阶段开始时的电机转子位置角。
[0019]在实际计算时，通常采用累加的方式，即：
[0020]式中，表示离散的时刻, 为大于0的正整数；表示相邻采样时刻的时间间隔，、分别表示、时刻的电机旋转的角频率；、分别表示、时刻的电机转子位置角。
[0021]如果在时间内需要较小的加速度时，可在不变的条件下加大，或者在不变的条件下减小；当在时间内需要较大的加速度时，可在不变的条件下减小,或者在不变的条件下加大。
[0022]在拖动第二阶段，采用较大的拖动目标转速f_2,拖动加速度a_2为：
[0023]拖动第二阶段的电机转子位置角为：
[0024]式中，表示t时刻（）电机旋转的角频率；表示 时刻的电机转子位置角；表示拖动第二阶段开始时，即拖动第一阶段结束时的电机转子位置角。
[0025]在实际计算时，同样采用累加的方式，即：
[0026]式中，、分别表示、时刻的电机旋转的角频率；、分别表示、的电机转子位置角。
[0027]如果在时间内需要较小的加速度时，可在不变的条件下加大,或者在不变的条件下减小；当在时间内需要较大的加速度时，可在不变的条件下减小,或者在不变的条件下加大。
[0028]如图2所示，在转子初始位置定位过程结束后，电机处于静止状态，由于电机转子的惯性，从静止到旋转需要一个反应时间，当控制器控制电机启动时，在时间内，电机以较小的加速度逐渐加速，越来越快，当电机转速达到时，由于电机已经处于旋转状态，可以采用更大的加速度控制电机加速,当电机达到更高转速时，即可采用无位置传感器方式获取电机转子的转速及位置，基于电流环、转速环双闭环的模式控制电机运行。
[0029]如图3所示，由于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变频电机双拖动控制方法，其特征在于，包括：在电机启动过程中，当转子初始位置定位阶段结束后，将开环拖动过程划分为两个阶段，即进行双拖动控制：拖动第一阶段，在时间内，采用加速度将电机转速拖动到；拖动第二阶段，在之后的时间内，采用加速度将电机转速拖动到,且，其中，拖动控制参数、、、根据需要进行设定。2.根据权利要求1所述的变频电机双拖动控制方法，其特征在于，在拖动第一阶段，电机转子位置角的计算方法如下：；式中， ，表示 t时刻（）电机旋转的角频率；表示时刻的电机转子位置角；表示拖动第一阶段开始时的电机转子位置角；在拖动第二阶段，电机转子位置角的计算方法如下：；式中，，表示 时刻（）电机旋转的角频率；表示 时刻的电机转子位置角；表示拖...

【专利技术属性】
技术研发人员：张德春，李昱兵，陈跃，赵鹏飞，任明艺，朱绯，
申请(专利权)人：四川奥库科技有限公司，
类型：发明
国别省市：