专利名称：一种转差频率控制变频驱动系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及交流异步电机调速技术领域，尤其涉及一种转差频率控制变频驱动系统。
背景技术：
传统转差频率控制变频驱动系统的控制原理框图如图1所示。转速指令值ω*与转速反馈值ω相减的差值进入转速控制器ASR，计算得到转差指令信号ω/，ω/再与转速反馈值ω相加，得到频率控制信号频率控制信号ω:与电机定子电流采样信号Is进入Us=Mco1, Is)函数，计算得到电压控制信号U/;频率控制信号ω,与电压控制信号U/经过PWM调制得到三相电压开关信号(Usa*，Usb*, Usc*)，开关信号控制电压型逆变器，最终驱动交流异步电机调速运行。上述Us=Mco1, Is)函数关系式，见式(I)。U=f ( ω ” Is) =Is (Rs+j ω ^s) +Eg- ( I)其中，Rs-电机定子电 阻Ls-电机定子电感Eg-电机感应电动势CO1-电机定子电压频率角速度Is-电机定子电流从上述的原理分析中，可以看出:传统转差频率控制结构，虽然引入了电流采样信号，但只是用于代入UsZf(G)1, Is)函数计算电压控制信号，并没有形成电流闭环。因而，无法在电机启动以及调速过程中对电流进行控制，也就无法从根本上避免电流失控甚至过流的情况，从而在许多对电流要求较为严格的场合，其应用受到限制；并且，由于控制结构中电流控制环的缺失，一定程度上影响了电机调速的动态性能。
实用新型内容本实用新型的实施例提供一种转差频率控制变频驱动系统。为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案:本实用新型提供的一种转差频率控制变频驱动系统，包括:主控制器电路与电压型逆变器；所述主控制器电路包括=DSP或者单片机，信号采样电路、故障检测电路、光纤通讯电路、前/后桥驱动电路和外围采样线路及驱动线路；其特征在于，所述DSP或者单片机采用带有电流闭环的转差频率控制结构进行运算控制，调节输出电压控制指令信号，从而实现对交流异步电机平稳调速以及对电机电流的控制。本实用新型采用的一种转差频率控制变频驱动系统，通过所述DSP或者单片机采用转差频率控制结构进行运算控制；该控制结构采用了电流闭环结构，调节输出电压控制指令信号，从而实现对交流异步电机平稳调速以及对电机电流的有效控制。因此，本实用新型所采用的转差频率控制变频驱动系统在对电机电流要求严格的场合也能够可靠应用，这样，既拓展了该转差频率控制变频驱动系统的应用，又有效改进了电机调速的性能，同时并不额外增加成本。
图1为现有技术中转差频率控制变频驱动系统的控制原理框图；图2为本实用新型实施例提供的一种转差频率控制变频驱动系统结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的一种转差频率控制结构的原理框图；图4为本实用新型实施例提供的一种应用本实用新型单元转差频率控制结构的串联闻压变频器的主拓扑结构；图5为现有传统转差频率控制变频驱动系统调速曲线图；图6为本实用新型实施例提供的一种转差频率控制变频驱动系统的调速曲线图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例提供的一种转差频率控制变频驱动系统进行详细描述。如图2所示，为本实用新型提供的一种转差频率控制变频驱动系统；该系统包括:主控制器电路与电压型逆变器；所述主控制器电路包括:DSP或者单片机，信号采样电路、故障检测电路、光纤通讯电路、前/后桥驱动电路和外围采样线路及驱动线路；其特征在于，所述DSP或者单片机采用带有电流闭环的转差频率控制结构进行运算控制，调节输出电压控制指令信号，从而实现对交流异步电机平稳调速以及对电机电流的控制。
其中，所述转差频率控制结构如图3所示；该控制结构包括:转速调节单元301，函数运算单元302，信号运算单元303，电流调节单元304和脉宽调制单元305 ；所述转速调节单元，用于对给定转速指令信号 < 与电机经转速传感器测量的实际转速信号相减的信号进行处理，并将处理后得到的转矩电流指令信号输出；所述函数运算单元，用于将接收到的所述转矩电流指令信号与励磁电流指令信
号C进行函数运算，获取电机定子电流幅值指令信号/:以及转差指令信号
5^ >5所述信号运算单元，用于将所述电机定子电流幅值指令信号/:与从电机采样测量得到的定子电流幅值Is相减后的信号发送给所述电流调节单元；并用于将所述转差指令信号 :加上实际转速与P的乘积，得到角速度指令信号并将所述角速度指令信号ω*发送给所述脉宽调制单元；其中，P为负载电机极对数；所述电流调节单元，用于将所述接收到的信号进行电流调节处理，输出电压控制指令信号U* ；所述脉宽调制单元，用于将所述频率控制信号ω*与所述电压控制信号U*经过脉宽调制得到三相电压开关信号，所述开关信号(no控制所述电压型逆变器，最终驱动交流异步电机调速运行。需要说明的是，所述函数运算单元包括:第一控制运算函数Fcnl和第二控制运算函数Fcn2 ；[0029]
权利要求1.一种转差频率控制变频驱动系统，包括:主控制器电路与电压型逆变器；所述主控制器电路包括:DSP或者单片机，信号采样电路、故障检测电路、光纤通讯电路、前/后桥驱动电路和外围采样线路及驱动线路；其特征在于，所述DSP或者单片机采用带有电流闭环的转差频率控制结构，所述转差频率控制结构包括:转速调节单元，函数运算单元，信号运算单元，电流调节单元和脉宽调制单元； 所述转速调节单元，用于对给定转速指令信号 <与电机经转速传感器测量的实际转速信号相减的信号进行处理，并将处理后得到的转矩电流指令信号输出； 所述函数运算单元，用于将接收到的所述转矩电流指令信号< 与励磁电流指令信号1:进行函数运算，获取电机定子电流幅值指令信号/5以及转差指令信号《C - 所述信号运算单元，用于将所述电机定子电流幅值指令信号/:与从电机采样测量得到的定子电流幅值Is相减后的信号发送给所述电流调节单元；并用于将所述转差指令信号ω加上实际转速与P的乘积，得到角速度指令信号并将所述角速度指令信号ω*发送给所述脉宽调制单元；其中，P为负载电机极对数； 所述电流调节单元，用于将所述接收到的信号进行电流调节处理，输出电压控制指令信号U* ； 所述脉宽调制单元，用于将所述频率控制信号ω*与所述电压控制信号U*经过脉宽调制得到三相电压开关信号，* )，所述开关信号dK)控制所述电压型逆变器，最终驱动交流异步电机调速运行。
2.根据权利要求1所述的转差频率控制变频驱动系统，其特征在于，所述函数运算单元包括:第一控制运算函数Fcnl和第二控制运算函数Fcn2 ；
专利摘要本实用新型公开了一种转差频率控制变频驱动系统，该包括主控制器电路与电压型逆变器；所述主控制器电路包括DSP或者单片机，信号采样电路、故障检测电路、光纤通讯电路、前/后桥驱动电路和外围采样线路及驱动线路；其中，所述DSP或者单片机采用带有电流闭环的转差频率控制结构进行运算控制，调节输出电压控制指令信号，从而实现对交流异步电机平稳调速以及对电机电流的控制。采用本实用新型不但适用于对电机电流要求严格的场景，而且有效改进了电机调速的性能。
文档编号H02P21/00GK203135786SQ20122070838
公开日2013年8月14日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者郑翔, 褚江 申请人:北京动力源科技股份有限公司