一种无速度传感器零频穿越转矩电流预测补偿方法技术

本申请公开了一种无速度传感器零频穿越转矩电流预测补偿方法，包括：给定感应电机励磁电流指令值的初始值，通过调整感应电机励磁电流指令值的变化量来改变感应电机滑差转速，从而控制电机同步转速；无速度传感器零频穿越过程可以分为两个部分：同步转速环控制过程和主动零频穿越过程，在上述过程中分别预测感应电机转矩电流跟随励磁电流变化量的变化值，将该变化值作为下一周期感应电机转矩电流指令的前馈补偿值。本发明专利技术可以解决零频穿越励磁电流自适应变化所引起的转矩电流、电磁转矩脉动和振荡现象，提升电机低频工况下的控制稳定性和动态性能。和动态性能。和动态性能。

【技术实现步骤摘要】
一种无速度传感器零频穿越转矩电流预测补偿方法


[0001]本申请涉及电力电子与电力传动
，更具体地，涉及一种无速度传 感器零频穿越转矩电流预测补偿方法。

技术介绍

[0002]感应电机转速观测方法可以分为两类：一种是基于电机异向性的方法，典 型代表为高频信号注入法，通过注入高频电压信号引起的高频电流响应，提取 转速信息。另一种是模型法，利用电机模型计算出转速。然而，基于电机数学 模型的转速观测方法，在零频工况下无法观测跟踪实际转速。
[0003]针对此问题，已有文献提出了基于励磁电流或转子磁链控制的低频穿越应 对策略。然而，低频工况下励磁电流或是转子磁链的控制，均需要实时动态的 自适应改变励磁电流，从而造成电机转矩、电流的脉动和振荡现象，影响了低 频下电机的控制性能。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种无速度传感 器零频穿越转矩电流预测补偿方法，可以解决解决零频穿越励磁电流自适应变 化所引起的转矩电流、电磁转矩脉动和振荡现象，提升电机低频工况下的控制 稳定性和动态性能。
[0005]为实现上述目的，按照本专利技术提供了一种无速度传感器零频穿越转矩电流 预测补偿方法，包括：
[0006]给定感应电机励磁电流指令值的初始值，通过调整感应电机励磁电流指令 值的变化量来改变感应电机滑差转速；
[0007]在同步转速环控制过程中，基于一个周期内感应电机电磁转矩的变化量和 励磁电流的变化量，预测感应电机转矩电流跟随励磁电流变化量的变化值，将 该变化值作为下一周期感应电机转矩电流指令的前馈补偿值；
[0008]在主动零频穿越过程中，基于一个周期内感应电机励磁电流的变化量以及 两个边界点的斜率，预测感应电机转矩电流跟随励磁电流变化量的变化值，将 该变化值作为下一周期感应电机转矩电流指令的前馈补偿值。
[0009]进一步地，所述励磁电流指令值的变化量表示为
[0010][0011]其中，μ是一个周期内励磁电流的变化幅值，ω
e
是感应电机同步频率，i
sq
是感 应电机转矩电流，sign()为符号函数，
[0012]进一步地，在同步转速环控制过程中，所述预测感应电机转矩电流跟随励 磁电流变化量的变化值包括步骤：
[0013]根据感应电机电磁转矩的计算公式确定感应电机转矩电流的计算公式；
[0014]对感应电机转矩电流进行求导，得到感应电机转矩电流跟随励磁电流变化 量的变化值的计算公式，将一个周期内感应电机电磁转矩的变化量记为ΔT
e
，将 感应电机励磁电流的变化量记为Δi
sd
，感应电机转矩电流跟随励磁电流变化量的 变化值的计算公式是关于ΔT
e
和Δi
sd
的函数。
[0015]进一步地，两个边界点的坐标分别表示为：
[0016][0017]其中，I为电流幅值，T
e
是感应电机电磁转矩，n
p
为感应电机极 对数，L
r
是感应电机转子电感，L
m
是感应电机互感。
[0018]进一步地，同步转速环控制过程中，感应电机转矩电流跟随励磁电流变化 量的变化值Δi
sq
的计算公式为：
[0019][0020]式中，i
sd
是感应电机励磁电流，i
sq
是感应电机转矩电流，n
p
为 感应电机极对数，L
r
是感应电机转子电感，L
m
是感应电机互感。
[0021]进一步地，ΔT
e
的计算公式为：
[0022][0023]式中，J
i
表示转动惯量，K
i
是转速观测器中比例积分调节器的比例系数，e
iq
表示 电流误差的Q轴分量，Δe
iq
表示e
iq
的变化量，是i
sd
的观测量，是的变 化量。
[0024]进一步地，在主动零频穿越过程中，所述预测感应电机转矩电流跟随励磁 电流变化量的变化值包括步骤：
[0025]将感应电机励磁电流的变化量记为Δi
sd
，将两个边界点的斜率记为m，将感 应电机转矩电流跟随励磁电流变化量的变化值记为Δi
sq
，Δi
sq
＝mΔi
sd
。
[0026]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得 下列有益效果：通过注入励磁电流指令值的变化量，自适应改变电机的励磁电 流，从而改变电机滑差转转速，在低频工况下达到控制电机同步转速的目的， 并且同时在励磁电流动态变化的过程中，通过求解转矩电流跟随励磁电流变化 量的变化，从而构建转矩电流指令的前馈补偿，解决了零频穿越励磁电流自适 应变化所引起的转矩电流、电磁转矩脉动和振荡现象，提升了电机低频工况下 的控制稳定性和动态性能。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些 实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的
附图。
[0028]图1为本申请实施例提供的无速度传感器零频穿越转矩电流预测补偿方法 的流程示意图；
[0029]图2为本申请实施例提供同步转速环控制过程的示意图；
[0030]图3为本申请实施例提供主动零频穿越过程的示意图。
具体实施方式
[0031]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实 施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0032]本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及它 们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过 程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还 包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设 备固有的其他步骤或单元。
[0033]如图1所示，本专利技术实施例的一种无速度传感器零频穿越转矩电流预测补 偿方法，包括：给定感应电机励磁电流指令值的初始值，通过调整感应电机励 磁电流指令值的变化量来改变感应电机滑差转速；在同步转速环控制过程中， 基于一个周期内感应电机电磁转矩的变化量和感应电机励磁电流的变化量，预 测感应电机转矩电流跟随励磁电流变化量的变化值，将该变化值作为下一周期 感应电机转矩电流指令的前馈补偿值；在主动零频穿越过程中，基于一个周期 内感应电机励磁电流的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无速度传感器零频穿越转矩电流预测补偿方法，其特征在于，包括：给定感应电机励磁电流指令值的初始值，通过调整感应电机励磁电流指令值的变化量来改变感应电机滑差转速；在同步转速环控制过程中，基于一个周期内感应电机电磁转矩的变化量和励磁电流的变化量，预测感应电机转矩电流跟随励磁电流变化量的变化值，将该变化值作为下一周期感应电机转矩电流指令的前馈补偿值；在主动零频穿越过程中，基于一个周期内感应电机励磁电流的变化量以及两个边界点的斜率，预测感应电机转矩电流跟随励磁电流变化量的变化值，将该变化值作为下一周期感应电机转矩电流指令的前馈补偿值。2.如权利要求1所述的无速度传感器零频穿越转矩电流预测补偿方法，其特征在于，所述励磁电流指令值的变化量表示为其中，μ是一个周期内励磁电流的变化幅值，ω
e
是感应电机同步频率，i
sq
是感应电机转矩电流，sign()为符号函数，3.如权利要求1所述的无速度传感器零频穿越转矩电流预测补偿方法，其特征在于，在同步转速环控制过程中，所述预测感应电机转矩电流跟随励磁电流变化量的变化值包括步骤：根据感应电机电磁转矩的计算公式确定感应电机转矩电流的计算公式；对感应电机转矩电流进行求导，得到感应电机转矩电流跟随励磁电流变化量的变化值的计算公式，将一个周期内感应电机电磁转矩的变化量记为ΔT
e
，将感应电机励磁电流的变化量记为Δi
sd
，感应电机转矩电流跟随励磁电流变化量的变化值的计算公式是关于ΔT
e
和Δi
sd
的函数。4.如权利要求1所述的无速度传感器零频穿越转矩电流预测补偿方法，其特征在于，两个边界点的坐标分别表示为：为：其中，I为电流幅值，T

【专利技术属性】
技术研发人员：罗成，杨凯，李孺涵，王翼，黄煜昊，郑逸飞，徐智杰，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：