电机恒转矩控制电流补偿控制方法与流程

文档序号:14899623发布日期:2018-07-10 20:14阅读:699来源:国知局

本发明涉及电机控制技术,特别涉及变频电机恒转矩控制电流补偿控制的技术。



背景技术:

传统的变频电机控制技术,一般没有根据电机运行电流的波动对控制电流命令值进行补偿,使得电机运行时,随着电机转子特别是单转子压缩机转子旋转运行一周,由于负载阻力转矩的变化导致电机输出转矩的波动变化,最终导致电机运行在非恒定转矩条件下。

为了提高电机运行效率,改善电机运行相电流波形,申请号为CN201310336749的专利申请“永磁同步电机电流补偿的控制方法”中,采用傅里叶变换的技术求出电机运行电流波动的基波幅值,对电机d/q轴电流控制命令值进行补偿,目的是使电机运行电流波动减小到0,由于该专利申请没有对积分周期T进行处理,也未考虑滤波时间常数可能带来的影响,从而造成电机相波形不完善,电流波动大。



技术实现要素:

本发明的目的是要解决目前变频电机控制时,电机相波形不完善、电流波动大的问题,提供了一种电机恒转矩控制电流补偿控制方法。

本发明解决其技术问题,采用的技术方案是,电机恒转矩控制电流补偿控制方法,包括以下步骤:

步骤1、检测电机d/q轴的运行电流,分别记为Id和Iq;

步骤2、将Id和Iq分别进行低通滤波,分别得到Id_Fil和Iq_Fil;

步骤3、将Id_Fil减去Id得到Id_err,并将Iq_Fil减去Iq得到Iq_err;

步骤4、计算得到Id_err的基波正弦分量及基波余弦分量,分别记为Id_err_sin及Id_err_cos,并计算得到Iq_err的基波正弦分量及基波余弦分量,分别记为Iq_err_sin及Iq_err_cos;

步骤5、将Id_err_sin、Id_err_cos、Iq_err_sin及Iq_err_cos分别调节到0,获得恒转矩控制的d/q轴电流补偿量,分别记为I*d_com和I*q_com;

步骤6、根据获得的恒转矩控制的d/q轴电流补偿量获得控制电流命令值,分别记为I*d_c和I*q_c。

具体的,步骤4中,所述计算得到Id_err的基波正弦分量及基波余弦分量,分别记为Id_err_sin及Id_err_cos的方法为:对(Id_err)cos(θ)进行低通滤波得到Id_err_cos,再对(Id_err)sin(θ)进行低通滤波得到Id_err_sin;

所述计算得到Iq_err的基波正弦分量及基波余弦分量,分别记为Iq_err_sin及Iq_err_cos的方法为:对(Iq_err)cos(θ)进行低通滤波得到Iq_err_cos,再对(Iq_err)sin(θ)进行低通滤波得到Iq_err_sin;

其中,θ为电机转子机械位置角度,p为电机极对数,ω为角频率。

进一步的,步骤5中,所述获得恒转矩控制的d/q轴电流补偿量,分别记为I*d_com和I*q_com的方法为:计算得到I*d_com和I*q_com,其计算公式为:

I*d_com=k1(0-Id_err_cos)cosθ+k2(0-Id_err_sin)sinθ;

I*q_com=k3(0-Iq_err_cos)cosθ+k4(0-Iq_err_sin)sinθ;

其中,k1、k2、k3及k4为通过实验引入的系数。

具体的,所述k1、k2、k3及k4取值相同。

再进一步的,所述k1、k2、k3及k4的取值范围为1~20。

具体的,步骤6中,所述根据获得的恒转矩控制的d/q轴电流补偿量获得控制电流命令值,分别记为I*d_c和I*q_c的方法为:计算得到I*d_c和I*q_c,其计算公式为:

I*d_c=I*d+I*d_com;

I*q_c=I*q+I*q_com;

其中I*d为最大力矩控制或者弱磁控制获得的d轴控制电流命令值,I*q为最大力矩控制获得的q轴控制电流命令值。

本发明的有益效果是,在本发明方案中,通过上述电机恒转矩控制电流补偿控制方法,可以降低电机运行功耗。

具体实施方式

下面结合实施例,详细描述本发明的技术方案。

本发明的电机恒转矩控制电流补偿控制方法为:首先检测电机d/q轴的运行电流,分别记为Id和Iq,然后将Id和Iq分别进行低通滤波,分别得到Id_Fil和Iq_Fil,再将Id_Fil减去Id得到Id_err,并将Iq_Fil减去Iq得到Iq_err,然后再计算得到Id_err的基波正弦分量及基波余弦分量,分别记为Id_err_sin及Id_err_cos,并计算得到Iq_err的基波正弦分量及基波余弦分量,分别记为Iq_err_sin及Iq_err_cos,再将Id_err_sin、Id_err_cos、Iq_err_sin及Iq_err_cos分别调节到0,获得恒转矩控制的d/q轴电流补偿量,分别记为I*d_com和I*q_com,最后根据获得的恒转矩控制的d/q轴电流补偿量获得控制电流命令值,分别记为I*d_c和I*q_c。

实施例

本发明实施例的电机恒转矩控制电流补偿控制方法,包括以下具体步骤:

步骤1、检测电机d/q轴的运行电流,分别记为Id和Iq。

步骤2、将Id和Iq分别进行低通滤波,分别得到Id_Fil和Iq_Fil。

步骤3、将Id_Fil减去Id得到Id_err,并将Iq_Fil减去Iq得到Iq_err。

步骤4、计算得到Id_err的基波正弦分量及基波余弦分量,分别记为Id_err_sin及Id_err_cos,并计算得到Iq_err的基波正弦分量及基波余弦分量,分别记为Iq_err_sin及Iq_err_cos。

本步骤中,根据傅里叶变换,有以下公式:

其中ω为角频率。

由于定积分的结果不仅与起点和终点有关,还和初始值有关系,从0到180度积分和从-90度到正90度积分结果是不一样的,为了滤除积分初值的影响,需要在积分以后增加一个高通环节,两个环节串联以后,等效于一个低通滤波器,所以采用对(Id_err)cos(θ)进行低通滤波后获得Id_err_cos,同理,对(Id_err)sin(θ)进行低通滤波后获得Id_err_sin,对(Iq_err)cos(θ)进行低通滤波后获得Iq_err_cos,对(Iq_err)sin(θ)进行低通滤波后获得Iq_err_sin,其中,θ为电机转子机械位置角度,p为电机极对数,ω为角频率。

因而,本步骤中,计算得到Id_err的基波正弦分量及基波余弦分量,分别记为Id_err_sin及Id_err_cos的方法为:对(Id_err)cos(θ)进行低通滤波得到Id_err_cos,再对(Id_err)sin(θ)进行低通滤波得到Id_err_sin;

计算得到Iq_err的基波正弦分量及基波余弦分量,分别记为Iq_err_sin及Iq_err_cos的方法为:对(Iq_err)cos(θ)进行低通滤波得到Iq_err_cos,再对(Iq_err)sin(θ)进行低通滤波得到Iq_err_sin;

其中,θ为电机转子机械位置角度,p为电机极对数,ω为角频率。

步骤5、将Id_err_sin、Id_err_cos、Iq_err_sin及Iq_err_cos分别调节到0,获得恒转矩控制的d/q轴电流补偿量,分别记为I*d_com和I*q_com。

本步骤中,获得恒转矩控制的d/q轴电流补偿量,分别记为I*d_com和I*q_com的方法为:计算得到I*d_com和I*q_com,其计算公式为:

I*d_com=k1(0-Id_err_cos)cosθ+k2(0-Id_err_sin)sinθ;

I*q_com=k3(0-Iq_err_cos)cosθ+k4(0-Iq_err_sin)sinθ;

其中,k1、k2、k3及k4为通过实验引入的系数,其是在综合考虑滤波时间长短和积分周期T的影响后引入的,一般取值相同,取值范围一般为1~20。

步骤6、根据获得的恒转矩控制的d/q轴电流补偿量获得控制电流命令值,分别记为I*d_c和I*q_c。

本步骤中,根据获得的恒转矩控制的d/q轴电流补偿量获得控制电流命令值,分别记为I*d_c和I*q_c的方法为:计算得到I*d_c和I*q_c,其计算公式为:

I*d_c=I*d+I*d_com;

I*q_c=I*q+I*q_com;

其中I*d为最大力矩控制或者弱磁控制等获得的d轴控制电流命令值,I*q为最大力矩控制等获得的q轴控制电流命令值。

通过实验,工作人员发现采用上述方法补偿后,在50Hz工作时,测试电机运行功率下降约10W,效果非常明显,降低了电机运行功耗。

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