一种无位置传感器的无刷双馈电动机调速控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种无位置传感器的无刷双馈电动机调速控制方法，包括：获取功率绕组的频率fp；获取控制绕组的频率fc；根据功率绕组的频率fp和控制绕组的频率fc获得转速辨识值将转速的指令值减去转速辨识值获得转速的偏差，并对转速偏差进行PI调节后获得控制绕组电流幅值的指令值；获得功率绕组的功率因数角，将功率因数角指令值减去功率因数角获得功率因数角的偏差，并对功率因数角的偏差进行PI调节后获得控制绕组电流频率的指令值；根据控制绕组电流幅值的指令值、控制绕组电流频率的指令值以及控制绕组电流的实际采样值，进行控制绕组电流闭环控制，从而使控制绕组电流的实际响应值跟踪其指令值。本发明不依赖于位置传感器，避免安装位置传感器带来的一系列问题；且降低成本。
【专利说明】一种无位置传感器的无刷双馈电动机调速控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于交流电机及其控制【技术领域】，更具体地，涉及一种无位置传感器的无 刷双馈电动机调速控制方法。
【背景技术】
[0002] 无刷双馈电机最早起源于19世纪末，由串极感应电机发展而来。由于无刷双馈电 机具有结构简单、运行可靠、变频器装置容量小等优点，自上世纪八十年代起逐渐成为研宄 的热点。无刷双馈电机定子上有两套不同极对数的绕组，分别称为功率绕组和控制绕组。其 中，功率绕组的频率一般为恒频，电压也一般是恒压。而控制绕组的电压和频率需要根据转 速和功率的不同而变化。
[0003] 无刷双馈电机可以作为发电机或电动机使用。其中，无刷双馈电动机可广泛应用 于风机和泵类的变频调速系统中，不仅电力电子变换装置的容量小，系统成本低，效率高， 而且由于实现了无刷化，转子结构简单、坚固耐用，系统的可靠性显著提高，维护难度大幅 降低。
[0004] 然而，传统的无刷双馈电动机控制算法中，需依赖于安装在电机端部的位置传感 器或速度传感器（以下统称位置传感器）测量转速，以实现对电机的调速控制。采用位置 传感器的主要缺点在于：（1)系统的可靠性差，这有如下几个原因：首先，位置传感器在高 温环境下容易损坏。在一些特殊应用场合，无刷双馈电动机自身的温度可能高达90度以 上，热量有可能沿着转子的连接轴传递到位置传感器，使得位置传感器的温度升高，过高的 温度将严重影响位置传感器的使用寿命；其次，位置传感器始终运行在振动状态下，在安装 不正确等情况下容易由于机械的原因而损坏。（2)使系统成本上升。（3)可能容易造成电 磁兼容方面的问题。（4)电机的轴向长度增加。
[0005] 因此，人们倾向于在系统中省去位置传感器。省去位置传感器后，需要采用无位 置传感器控制算法对电机进行控制，而无位置传感器控制算法的实现难度很大。已有的无 位置传感器控制算法普遍利用复杂电机的数学模型来辨识转速，因而存在辨识不准确的问 题。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种无位置传感器的无刷双馈电动 机调速控制方法，旨在解决现有技术利用复杂电机的数学模型来辨识转速，导致辨识不准 确的问题。
[0007] 本发明提供了一种无位置传感器的无刷双馈电动机调速控制方法，包括如下步 骤：
[0008] (1)获取无刷双馈电动机的功率绕组的频率fp;
[0009] (2)获取所述无刷双馈电动机的控制绕组的频率f。；
[0010] (3)根据所述功率绕组的频率&和所述控制绕组的频率f。获得所述无刷双馈电
【权利要求】
1. 一种无位置传感器的无刷双馈电动机调速控制方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 获取无刷双馈电动机的功率绕组的频率fp; (2) 获取所述无刷双馈电动机的控制绕组的频率f。； (3) 根据所述功率绕组的频率&和所述控制绕组的频率f。获得所述无刷双馈电动机 的转速辨识{1
其中\和η。分别为功率绕组和控制绕组的极对数； (4) 将无刷双馈电动机的转速的指令值减去所述转速辨识值&获得转速的偏差，并对 所述转速偏差进行PI调节后获得控制绕组电流幅值的指令值； (5) 获得所述无刷双馈电动机的功率绕组的功率因数角，将所述功率因数角指令值减 去所述功率因数角获得功率因数角的偏差，并对所述功率因数角的偏差进行PI调节后获 得控制绕组电流频率的指令值； (6) 根据所述控制绕组电流幅值的指令值、所述控制绕组电流频率的指令值以及控制 绕组电流的实际采样值，进行控制绕组电流闭环控制，从而使控制绕组电流的实际响应值 跟踪其指令值。
2. 如权利要求1所述的无刷双馈电动机调速控制方法，其特征在于，所述步骤⑵具体 包括如下步骤： (2. 1)采集控制绕组的三相电流瞬时值iA、iB、ic; (2.2)对所述三相电流瞬时值iA、iB、ic进行两相静止坐标变换，得到两相静止α β坐 标下的电压值ia和i 其中
(2. 3)根据两相静止α β坐标下的电压值匕和i e，得到控制绕组电流矢量的矢量角 Θ = tg_1(ip/ia); (2.4)根据控制绕组电流矢量的矢量角0获得控制绕组的频率1=(10/社。
3. 如权利要求1所述的无刷双馈电动机调速控制方法，其特征在于，所述功率因数角 指令值为0。
【文档编号】H02P6/08GK104518713SQ201410787830
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年12月17日 优先权日:2014年12月17日
【发明者】吴芳, 万山明 申请人:华中科技大学