专利名称:感应电动机控制系统和感应电动机系统的制作方法
技术领域：
本实用新型主要涉及旋转电机的控制，特别是用在逆变器馈送的感应 电动机驱动系统中的基于功率因数的速度调节设备和方法。
背景技术：
在电动机的许多应用场合中要求电动机变速运行，为达此目的，人们 设想了多种速度控制方案。由于包括高鲁棒性、可靠性、廉价、高效率在 内的几个原因，感应电动机的应用非常普遍。 一台典型的感应电动机包括 静止部分，静止部分又称定子，其包括多个布置于其中的绕组。旋转部分 又称转子，其位于定子内部并相对于定子旋转。例如，在三相感应电动机 中，通过向定子绕组施加三相正弦交变电压来建立旋转磁场。旋转磁场与 转子绕组相互作用，致使转子旋转。
在变速应用场合中，通常使用能量转换系统向感应电动机提供多相交
流(AC)电能。直流(DC)至交流(AC)逆变器桥就是这样的一种能量 转换系统的例子。典型的DC至AC逆变器桥包括功率半导体开关装置， 该开关装置在DC母线导线与功率转换系统输出端之间呈桥形连接。对该 开关装置进行控制，将DC母线导线上的电能以所期望的模式接至该系统 输出端，从而使具有所期望的基频和幅度的AC输出信号由DC母线导线 上的DC电能合成得出。为了对逆变开关装置进行控制使之传送电能，可 运用包括正弦波脉宽调制("PWM")在内的多种调制策略。
洗;M^中经常采用感应电动机。将洗;M^滚筒(drum)速度保持在所 需规格范围之内的要求典型地提出了在电动机轴上使用转速计以向电动机 控制器提供速;t^馈之需要。通过控制励磁频率和相应电压，可得到预期
的速度。通常采用常量或基于伏特-赫兹算法的表(schedule)来实现低成 本的速度控制方案。速度调节基于来自贴附在转子之上的转速计的反馈进 行。然而，不仅出于成本的考虑，还有可靠性方面的原因，均希望不使用 转速计。
在恒定的电压幅度和频率下，感应电动机的固有特性允许转子速度随 着轴上转矩负载的增加而降低。为防止这种情况、保持更为恒定的速度， 速度控制方法改变电压和频率以控制转子速度。这样做的第二个目的是防 止电动机组(motor stack)发生可能导致电动机过热的饱和。因此，在电 动机轴上的负载在宽范围内变化的应用场合(例如洗^)，为保持轴速 并防止电动机过热，所用的控制方案应能向电动机施加合适的定子电压幅 度和频率，此外，还希望能在宽广的速度范围内对电动机进行控制。
人们已设想出几种基于对电动机功率因数(功率因数一般基于电压与 电流i^目差计算)进行控制来使感应电动机高效运行的解决方案，但是， 这些解决方案均未充分针对如上所述的变速应用场合。它们主要设计为通 过对电动机的功率因数进行最优化，提供电动机的高效运行。
本实用新型即针对与现有技术相关的缺点而提出。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供用于感应电动机的一种控制方法和感应电动 机控制系统，除其他的以外，其用于向感应电动机施加适当的幅值与频率 控制，以便在可变运行速度和应用的宽范围上对电动机运行进行控制、保 持轴速，并防止与感应电动机过热相关联的电动机叠片(motor stack)饱 和的发生。电动机包括转子和定子，在定子中有多个相绕组，向相绕組施 加AC电能，致4吏转子相对于定子转动。可将控制方法作为程序指令存储在 可机读式媒质上，并由诸如数字信号处理器(DSP)芯片、^t控制器或微处 理器等的数字控制器来实施。控制方法包括接收转子速度指令信号、接收 相绕组电流标示。基于电流波形推算电动机功率因数，并在推算到的功率 因lt&础上推算转子速度。将推算到的转子速度与转子速度指令信号进行
比较，生成速度误差，根据该速度误差，对施加于相绕组的电压信号进行 调节。
具体而言，在典型实施例中，基于输入到相绕组的电压和相绕組中的 电流，控制器对电动机的功率和功率因数进行推算。在计算得到的功率因
数、计算得到的电动机功率、所施加之电压以及所施加电压之频率的^ftb 上，对电动机的转差速度进行推算。将推算到的转差速度用于计算转子速 度。将转子速度与转子指令速度相比较，生成速度误差。基于该误差，对 电压幅度和频率进行调节以将速度误差调节至零。根据电动机温度变化， 可对转子速度的推算进行补偿。
在一典型实施例中，介绍了感应电动机系统，该系统包含
定子；
转子，其相对于定子布置并相对于定子旋转；
多个相绕组，其被布置在定子内部；
电源，其与绕组相连并向绕组输出AC功率；
控制器，其与电源相连，并包括依次相连的下列元件用于基于输出
用于接收由功率因数与功率推算器推算得到的功率因数和:率值以推算转 差值的转差推算器；用于接收由转差推算器推算得到的转差值以推算转子 速度的速度推算器；用于接收转子速度指令信号以及由速度推算器推算得 到的转子速度以生成速度误差并基于速度误差对AC功率进行调节的速度 控制环。
在另一典型实施例中，介绍了用于感应电动机的控制系统，该感应电 动机包含转子和定子，且该定子内部具有多个相绕组，该驱动系统包括 用于将AC电力输出到相绕组的逆变器； 用于推算转子转差和转子速度的转子速度推算器；
用于接收速度指令以及来自转子速度推算器的速度推算值以生成速度 误差并根据速度误差向逆变器输出电压频率指令的速度控制环；以及 用于确定参考转差并接收转子转差的推算值以及所述电压频率指令以
生成转差误差并根据转差误差以及电压频率指令向逆变器输出电压幅度指 令的转差控制环。
通过阅读下文的详细介绍并参照下列附图，将会明了本实用新型的其 他目的和优点。
图1为感应电动机系统的框图，其示出了根据本发明的感应电动机系
统的实施形态；
图2为感应电动机系统的一部分的原理图，其示出了图l所示典型逆 变器的补充实施形态；
图3为示出用于感应电动机系统的速度控制系统的框图；
图4为示出用于感应电动机系统的相电流it^角检测电路的原理图；
图5为示出才艮据本发明的典型实施例的无传感器感应电动机系统的框
图；
图6为示出图5所示典型逆变器的补充实施形态的原理电路图；
图7为示出图5中无传感器感应电动机系统的速度控制环的附加要素 的框图；
图8为示出图5中无传感器感应电动机系统的转差控制环的附加要素 的框图；
图9为示出图5中无传感器感应电动机系统的功率因数和功率推算器 的附加要素的框图。
具体实施方式
本实用新型允许各种变体和替换形式，但其具体实施例通过附图中的 实例示出并在文中作了详细介绍。不管怎样，应当明白的是，文中对具体 实施例进行介绍并非旨在将本实用新型限制于所披露的具体形式，恰恰与 ^目反，本实用新型覆盖了所附权利要求
书所界定之本实用新型精神与范 围内的所有变体、等同物以及替代物。
下面介绍本实用新型的典型实施例。为清&^见，本说明书不对实际 实施的全部特征——描述，人们可以顺理成章地认识到，在这样一种实际 实施例的开发过程中，为达到开发者的具体目标一一对于不同实施例它们 也迥然不同，例如依照与系统有关或与商业有关的限制务ft等一一必须才艮 据具体的实施情况做出大量选择。此外，人们还将认识到，对于受益于本 实用新型的本领域技术人员，这样的一种开发努力可能复杂J^时良多，
而绝不是一项常规工作。
电动机中，在恒定的输入电压频率下，恒定的转差速度能保证转子具 有恒定的速度。在恒定的端电压和频率下，保持恒定的转差还能产生功率 因数恒定的运行。这可从感应电动机的等效电路图中推断得出。因此，通
持恒定，可维持恒定的转子转差，从而使电动机具有恒定的转子速度。
在本实用新型的某些实施例中，通过检测电动W目电流it^和施加到 向电动机供能之逆变器桥上的指令电压来推算功率因数角，而不是通过测 定实际电流相位角和实际电压相位角来计算实际功率因数。图l为根据本 实用新型实施形态的旋转电机之框图，例如三相感应电动机系统IO。电动
机系统10包括定子20和转子22。定子20包含有从逆变器26接收AC电 能的多个绕组24。逆变器26由电源28接收DC电能。控制器30包括电 压和频率常数表(schedule of voltage and frequency constants)， 并向逆 变器供给控制输入，以达到改变电压和频率以获得预期速度之目的。控制 器30可通过诸如任何类型的数字式控制器来实现，如数字信号处理器 (DSP)芯片、#:控制器或微处理器等。模拟器件公司(Analog Devices ) 的ADMC328型号就是一例合适的控制器。
图2阐释了根据本实用新型实施形态的典型逆变器26的各部分。典型 的三相逆变器26包括与电动机三相绕组24相对应的三条逆变器桥臂31、 32、 33。每一糾31、 32、 33包括桥形连接在DC母线的正负导线41、 42之间的上下开关装置36。开关装置36可由任何适合的开关装置构成， 如双极型装置、功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、绝缘 栅双极晶体管(IGBT)等。
由相应的门驱动器38驱动三条逆变器桥臂31、 32、 33上的开关装置 36,以便以所期望的方式将DC母线导线41、 42上的电能连接到电动机绕 组24，从而使具有所期望的频率和幅度的AC输出信号由DC母线41、 42 上的DC电能合成得出。在本实用新型的某些实施例中，将PWM方案用 于控制逆变器开关装置36。在典型实施例中，门驱动器38具有与PWM发生器127相连以接收其输出的输入端，其中，PWM发生器127通过控 制器30实现。
在已知的感应电动机驱动系统中，典型的做法是，用转速计向控制器 30提供电动机实际速度之标示，控制器30将该实际速度与预期速度值进 行对比并据此调节对电动机绕组24的输入。不过，^L据本实用新型，通过 计算电压相角与相电流过零角之差值对电动机功率因数进行推算来调节电
压和频率常数，并因此调节施加到电动机10上的电压幅度与频率。
图3为阐释根据本实用新型实施形态的速度控制系统100的框图。在 本实用新型的典型实施例中，这是在控制器30中数字化地实现的。将推算 或计算得到的功率因数角IIO和预期功率因数角或指令功率因数角112输 入到求和点114，求和点114将功率因数角的误差值输出到诸如比例-积分-微分(PID)控制器的控制器116。在某些实施例中，对推算到的功率因数 角进行低通滤波以增强抗扰性。控制器116将功率因数误差值变换为电压 补偿值118，为避免输出饱和，可对电压补偿值118限制上限和下限。建 立起该范围以处理电动机20上预期的负栽变化。在本实用新型的典型实施 例中，对电压4H尝118也进行了低通滤波。
对电压补偿118求反，与由电动机的伏特-赫兹常数表(constant volts per hertz schedule) 120计算得到的原始指令电压一起输入到求和点122。 以已知的方式在电动枳/没计^lt的基础上得出电压表(voltage schedule) 120。求和点122输出施加到PWM发生器127上的修正后的电压。PWM 发生器127生成施加到逆变器26中开关36上的开关信号。以这种方式， 通过改变电动机201的端电压，将功率因数角调节为指令角度。
通过改变施加到电动机绕組24上的电压之幅度来获得恒定的功率因 数，将电动机201的转差调节到接近恒定值，电动机201的速度也因此调 节到接近恒定值。在电压补偿118的基础上，在某些负栽条件下也可通过 改变输入频率来提供附加的速度调节。对于馈送到控制器116的所有正误 差，增大电动机201的输入频率，并对于所有负误差而减小之。因此，在 轻负载情况下，电动机的输入频率将下降，其下降程度足以使电动机恒速运行。例如，可将电压补偿118通过向其应用增益因数变换为频率#^值 124。在求和点126上将功率补偿124施加于输入频率，向电动机201提供 调节后的频率。
在某些负载条件下，频率调节对进一步调节电动机201的速度是有效 的。因此，对于配置好的负栽点，对电动机轴上的负载变化可获得接近零 速的调节(near zero speed regulation)。此外，在本实用新型进一步的实 施例中，可对频率和电压输入进行温度变化的补偿。例如，通过测量定子 电阻可推算出电动机的温度。通过在短暂的时间间隔内将DC电压施加于 电动W目上，可推算出定子电阻。在推算到的定子电阻基础上，计算出电 压和频率补偿并将它们施加到电动机上。
为计算出功率因数推算值110，使用it^r测电路200测定电流# 瞬间。参照图2，在桥臂之一31中的下开关装置36与负DC母线42之间 有一电阻204。逆变器桥臂31、 32、 33中任一桥臂或4^桥臂均可用于进 行it^检测，但采用诸如逆变器桥臂31的单个逆变器桥臂对过零角进行测 定极大地简化了实现电流it^险测所需的电路。it^r测电路200测定出 电流过零，并接着将其供给控制器30以计算功率因数角。在本实施方案中， 将信号中的电平改变用于表示相电流的过零，不itA们已设想出诸如采用 PWM信号等的其他it^检测方案。
图4为根据本实用新型一实施例的it^r测电路200的原理图。如上 所述，在逆变器桥臂31、 32、 33中桥臂之一的下开关装置36与负DC母 线42之间有电阻204。逆变器桥臂31、 32、 33中任一桥臂均可作此用途， 但为简化起见，在本说明书中参照第一逆变器M31。
将电阻204获得的信号馈送到调节电路202。调节电路202基于相电 流的过零而产生方波类型的输出信号，该输出连接到控制器30。在一个实 施例中，上述输出连接到实现控制器30的DSP中的电平敏感中断引脚， 在每次电流it^时向DSP提供一输出边缘。当中断发生时，将相角存储在 DSP的存储器中。在一个实施例中，为增强抗扰性，仅在相指令电压之前 60°和相指令电压过零后允许(enable)中断，对驱动系统的大多数实际工况而言此操作窗口是有效的。
调节电路202通过用分流电阻204将逆变器相桥臂31中流过的电流变 换为电压信号来行使其功能。处理信号的第一步是对来自电阻204的信号 进行緩冲并去除高频PWM开关噪声。在图示电路202中，这是通过配置 为反向运放滤波器的运算放大器212、两个电阻214与216以及电容器218 来实现的。PNP晶体管220接在运放212的反馈通道中，以区分相电流正 的部分与负的部分。这是通过PNP晶体管220中固有的M-发射极二极 管实现的。若分流电阻204两端的电压变为正，将运放212输出端的电压 拉低，该电压关断晶体管220。再者，若分流电阻204两端的电压变为负， 晶体管220开通。
NPN晶体管222将晶体管220中流过的电流变换为可被控制器30读
取的逻辑电平电压信号。若PNP晶体管220开通，电流流过晶体管222的
基极，该电流使晶体管222开通并在控制器30的输入端产生低电平信号。
若晶体管220关断，晶体管222关断并在控制器30的输入端产生高电平信
号。电路202的最终结果是将从分流电阻204流过的双极性正弦电流波形
变换成为在电流过零点上转换的逻辑电平信号。
功率因数角的推算是实施该算法的第二步。功率因数角被定义为电动
;M目电流与端电压之间的相差。由于PWM算法精确重现了指令电压，将 控制器中生成的相角用于此计算。采用电压相角和检测到的电流it^瞬间， 可计算出功率因数角。一^r测到电流的^角，计算出该角度与电压过 零角之间的差值来获得功率因数角。为增强抗扰性并避免电动机指令电压 中产生突变，对功率因数角进行低通滤波。可通过任何合理的方式完成滤 波一一在一个典型实施例中，借助软件对功率因数角进行低通滤波，这带 来了功率因数角推算的低成本控制方案。
根据本实用新型进一步的典型实施例，通过在推算过程中包括进定子 电压变化来增进转差推算。采用来自全部三相的电流信号推算功率因数。
更高的带宽有助于获得更好的性能。同样，为改进转差推算，可在转子转 差推算中使用更多的变量。 计算出转差4M尝。
图7示出了速度控制环312进一步的细节。速度控制环312对电动机 频率指令信号330进行控制。将速度指令信号310和推算到的转子速度320 输入到求和点322,生成速度误差324。将来自求和点322的速度误差324 作为输入馈送到速度PI控制器326。在求和点328上将PI控制器326的 输出与速度指4^f言号310相加，其结果是电动机频率指令信号330。
图8概念性地阐释了转差控制环316。转差控制环316对施加到电动 机上的电压幅度信号360进行控制。采用预先确定的转差参考表342，基 于速度指令信号310，生成最优的参考转差值340。转差参考表342是基于 不同运行速度下电动机的最优效率而生成的。将参考转差340与来自转差 和转子速度推算器314的推算到的转差346 —起输入到求和点344。将参 考转差340与推算到的转差346之间的误差348作为输入馈送到转差PI 控制器350。使用来自速度控制环312的电动机电压频率指令信号330对 伏特/赫兹表352进行索引，输出电压值354。电压输出354在求和点356 上与转差PI控制器350的输出相加。求和点356的输出为电压幅度指* 号360。
转差和转子速度推算器314如图9所示，所述转差和转子速度推算器 314包括功率因数和功率推算器370，其将相电流、相参考电压和DC母线 电压信息372作为输入来接收。功率因数和功率由检测到的逆变器桥臂电 流、检测到的逆变器DC母线电压以及对电动机的输入电压指令推算得出。
由送至电动机的无功功率(Qpower)和有功功率(Ppower)，按下 式计算功率因数
pf = cos(a tan(^^-))
P_power
由两坐才示轴系统电'流(two axis coordinate system currents)计算出送 至电动机的无功功率和有功功率。由三相变量按照下式计算出两轴系统电
流Ia、 Ip和电压Va、 Vp。
计算出转差补偿。
图7示出了速度控制环312进一步的细节。速度控制环312对电动机 频率指^HT号330进行控制.将速度指^Hf号310和推算到的转子i!A 320 输入到求和点322，生成i!JL误差324。将来自求和点322的速度误差324 作为输入馈送到速度PI控制器326。在求和点328上将PI控制器326的 输出与速度指令信号310相加，其结果是电动机频率指令信号330。
图8概念性地阐释了转差控制环316。转差控制环316对施加到电动 机上的电压幅度信号360进行控制。采用预先确定的转差参考表342，基 于速度指4Ht号310，生成最优的参考转差值340。转差参考表342是基于 不同运行速度下电动机的最优效率而生成的。将参考转差340与来自转差 推算器314的推算到的转差346 —起输入到求和点344。将参考转差340 与推算到的转差346之间的误差348作为输入馈送到转差PI控制器350。 使用来自速度控制环312的电动机电压频率指令信号330对伏特/赫兹表 352进行索引，输出电压值354。电压输出354在求和点356上与转差PI 控制器350的输出相加。求和点356的输出为电压幅度指令信号360。
转差和转子速;^推算器314如图9所示，所述转差和转子速度推算器 314包括功率因数和功率推算器370，其将相电流、相参考电压和DC母线 电压信息372作为输入来接收。功率因数和功率由检测到的逆变器g电 流、检测到的逆变器DC母线电压以及对电动机的输入电压指令推算得出。
由送至电动机的无功功率(Qpower)和有功功率(Ppower)，按下 式计算功率因数
pf = cos(a tan(^~^QWer》 P_power
由两坐才示轴系统电流(two axis coordinate system currents)计算出送 至电动机的无功功率和有功功率。由三相变量按照下式计算出两轴系统电
流Ia、 Ip和电压Vcc、 VP。<formula>complex formula see original document page 15</formula>
按下式所示计算无功功率和有功功率。考虑到逆变器损耗，减去常数
值P,。ss对有功功率进行修正。
<formula>complex formula see original document page 15</formula>
由检测到的M变量按下式所示计算出终端变量(相电流和电压)。
<formula>complex formula see original document page 15</formula>
如上所述，将PWM方案典型地应用于控制逆变器开关装置。由逆变 器母线电压、电流开关周期的占空因数以及对应相的桥臂电流，按下式推 算端电压。
Vabc_leg = Vabcn—ref -邻leg—abc，DC—abc，Vbus) Vabcjeg为电动机端子上的瞬态电压向量，Vabcnref为电动机的指令端电压向 量，Ucjeg为电动机的瞬态相电流向量，DCabc为电动机每一相的占空因数 向量。
与逆变器开关装置和检测电阻有关的电压降按下式计算。
[ileg—abc < 0
DC—abc * (Vbus — V—igbt — V—diode) — V—shunt — V 一 igbt
邻leg—abc)=
ileg—abc > 0
DC—abc * (Vbus — V 一 igbt转差推算器374由电压幅度指令360、电压频率指令330、功率因数以 及电动机的有功功率来推算感应电动机的转差。电动机的有功功率和功率 因数由功率因数和功率推算器370运用上述公式推算得出。转差推算器374 包括一组形式如下所示的以输入变量为其独立变量的多项式。
<formula>complex formula see original document page 15</formula>
对每个输入变量运用不同的多项式函数功率因数、功率、电压幅度 指令360以及频率指令信号330，它们由功率和功率因数推算器370作为 输入提供给转差推算器374。如下所示，转差推算值作为多项式的乘积得 出。
<5slip=3(Xl)*3(X2)*:5(X3)
在典型实施例中，将电动M行速度划分为三个运行范围
低速区
中速区
高速区
这些区域中每个区域有着为其设计的独立的系数集合。选取用于这些 区域的独立变量以获得与电动机实际转差间良好的相关性。例如，在低速 (小于1350rpm)区和中速(1350-4020rpm)区，所用的独立变量为功率 因数、频率和电压。在高速区(大于4020rpm)，则用功率、频率和电压。
基于对电动机进行特征化(characterizing)时所收集的数据，设计出 这些多项式的系数。将基于算法的递归最小二乘(RLS)运用到基于数据 点对多项式系数进行的计算当中。如果系统需要在发电模式下运行，则与 该电动机发电区相对应的数据也可用到多项式的i殳计之中。速度区之间的 过渡可采用权重方案(weighing scheme)。
由于电动机参数随温度而改变，设计出的多项式可能由于电动机温度 变化而不能达到准确的转差推算值。因此，在某些实施例中，在温度补偿 模块376中对推算值进行温度变化的^M尝。使用温度试验中所收集的数据 设计出简单的转差修正算法。由于不希望采用额外的硬件测量其温度，定 子电阻测量法可用于进行间接测温。
将频率指令信号330、推算到的转差346和温度补偿因数382作为输
入供给求和点384。求和点384的输出为推算到的电动机速度320，将其作 为输入供M度控制环312。
由于从本文讲授中获益的本领域技术人员可用显而易见的有所区别而 又等同的方式来修改和实践本实用新型，上文披露的具体实施例仅作示范 之用。此外，除所附权利要求
书中所述内容外，对文中示出的结构细节或 设计细节不做任何限制。因此，显然上面披露的具体实施例可进行修改且 可认为一切此种修改均在本实用新型的范围和精神之内。故而，本文所寻 求的保护以所附权利要求
书为准。
权利要求
1.一种感应电动机系统，其特征在于包括
定子；
转子，其相对于所述定子布置并相对于所述定子旋转；
多个相绕组，其被布置在所述定子内部；
电源，其与所述绕组相连并向所述绕组输出AC功率；
控制器，其与所述电源相连，并包括依次相连的下列元件用于基于输出到所述绕组的AC功率推算功率因数和电动机功率值的功率因数与功率推算器；用于接收由所述功率因数与功率推算器推算得到的功率因数和功率值以推算转差值的转差推算器；用于接收由所述转差推算器推算得到的转差值以推算转子速度的速度推算器；用于接收转子速度指令信号以及由所述速度推算器推算得到的转子速度以生成速度误差并基于所述速度误差对AC功率进行调节的速度控制环。
2. 如权利要求
l所述的感应电动机系统，其中，所述电源包括被连接 到所述控制器的逆变器，其中，所述逆变器被耦合到所述相绕组并将电压 信号施加到所述相绕组上，且其中，所述控制器还包括转差控制环，所述 转差控制环包含依次相连的下列元件用于基于所述转子速度指令信号确 定参考转差的转差参考表、用于将所述参考转差与所述推算到的转差进行 比较以计算转差误差的转差误差计算器、用于接收所述转差误差并调节电压幅度指令信号以将该信号输出到所述逆变器的转差控制器。
3. 如权利要求
2所述的感应电动机系统，其中，所述转差控制环用于 根据来自所述速度控制环的速度误差调节电压频率指令信号并将该信号 输出到所述逆变器。
4. 如权利要求
2所述的感应电动机系统，其中，标示所i^目绕组的电 流的信号被输入到所述功率因数与功率推算器，且所述功率因数与功率推 算器用于基于被输入的相绕组电流、施加到每一所述相绕组上的所述电压以及所述电压幅度信号和所述电压频率信号推算功率因数与功率值。
5. 如权利要求
4所述的感应电动机系统，其中，所述逆变器包括具有 正负导线的DC母线以及对应于所^目绕组且被连接在所述正负导线之间 的多个逆变器桥臂，并且其中，所述DC母线的电压以及对于对应相绕组 的所述逆变器桥臂的电流被用于对施加到每一所述相绕組的所述电压进 行推算。
6. 如权利要求
l所述的感应电动机系统，其中，所述控制器还包含温 度推算器，且所述转差控制环用于接收所述温度推算器推算得到的温度并 根据该温度对所述推算到的转差值进行调节。
7. —种用于感应电动机的控制系统，该感应电动机包括转子和定子， 且该定子内部具有多个相绕组，该控制系统的特征在于包括下列元件用于将AC电力输出到所^目绕组的逆变器；用于推算转子转差和转子速度的转子速度推算器；用于接收速度指令以及来自所述转子速度推算器的速度推算值以生 成速度误差并根据所述速度误差向所述逆变器输出电压频率指令的速度 控制环；以及用于确定参考转差并接收所述转子转差的推算值以及所述电压频率 指令以生成转差误差并根据所述转差误差以及所述电压频率指令向所述 逆变器输出电压幅度指令的转差控制环。
8. 如权利要求
7所述的控制系统，其中，所述转子速度推算器还包含和所述功率的功率因数与功率推算器，所述转子速度;算器用于根据所述 功率因数与功率推算器推算到的功率因数和功率值、所述电压频率指令以 及所述电压幅度指令推算所述转子转差。
9. 如权利要求
7所述的控制系统，其中，所述转子速度推算器还包含 用于基于定子电阻的推算来对所述电动机的温度进行推算的温度推算器， 且所述转子速度推算器用于根据所述温度推算器推算得到的温度调节所 述转子速度的推算值。
专利摘要
一种感应电动机控制系统，该系统包括转子速度推算器，其输出转子转差和转子速度的推算值；速度控制环，其接收速度指令以及转子速度的推算值，并根据速度指令与转子速度的推算值之间的差值生成速度误差，根据速度误差输出电压频率指令；转差控制环，其确定参考转差并接收转子转差的推算值以及电压频率指令，根据参考转差与转子转差的推算值之间的差值生成转差误差，并根据转差误差以及电压频率指令输出电压幅度指令。
文档编号H02P27/08GKCN201072858SQ200490000025
公开日2008年6月11日 申请日期2004年9月29日
发明者D·马塞迪克, J·G·马尔钦凯维奇, S·维诺德库马尔 申请人:艾默生电气公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan