异步电机的定子的磁场定向的在运行时固定需要的定子电压的模拟的制作方法_2

文档序号:9529420阅读:来源:国知局
模拟装置1026、1028和 1030在模拟的或建模的坐标系中工作,其借助于彼此正交的坐标轴d#、q#来定义。
[0045] 此外,调节系统1016具有磁场定向地工作的转数调节装置1032,其用于借助于在 转数调节装置1032中实施的、磁场定向工作的用于调节异步电机14的转子的磁化电流img 的磁化电流调节器来调节异步电机14的转子的转数η,该调节系统1016还具有磁场定向工 作的用于调节异步电机14的定子的在定子中流动的定子电流is,¥的定子电流调节器1034。 通过调节系统1016的调整环节36,由蓄电池直接逆变器12可输出的分级的输出电压时可 调节的,其可馈入异步电机14的电机端子中。调节系统1016的定子电流调节线路1038,其 用于调节磁场定向的定子电流kcp,以及调节系统1016的转数调节线路1040,其用于调节 异步电机14的转子的磁化电流i"g和转数n,借助于在调节线路1038U040的各个输入量 和输出量之间的对应的联系来建模异步电机14。用于获取异步电机14的定子的磁场定向 的定子电压的第一传感器1042和用于获取定子的磁场定向的定子电流:1_的第二传 感器1044分别与第一、第二和第三模拟装置1026、1028和1030耦合。该定子电流调节装 置1034还能够与第一传感器1042和第二传感器1044耦合。
[0046] 虽然传感器1042、1044被电路技术地示出为被构造用于获取磁场定向的量的传 感器1042、1044,应当理解,第一和第二传感器1042、1044获取在定子定向的坐标系中的各 个量的空间矢量,其借助于变换单元1022转换为在磁场定向的坐标系中的相应的量的空 间矢量。
[0047] 第一模拟装置1026具有用于接收由第一传感器1042获取的磁场定向的定子电 压υ~.φ的第一接口单元1046和用于接收由第二传感器1044获取的磁场定向的定子电流 &_的第二接口单元1048。第一模拟装置1026的模拟单元1050,其与第一和第二接口单 元1046、1048相親合,被设置用于在运行时模拟固定需要的定子电压Us,st,由模拟单元 1050生成的磁场定向的、在运行时固定需要的定子电压us,st,(p#借助于第一模拟装置1026 的第三接口单元1052被输出至定子电流调节装置1034。
[0048] 第一模拟装置1026的单元1046-1052中的至少一个和/或第一模拟装置1026、第 二模拟装置1028和第三模拟装置1030中的至少一个装置借助于硬件和/或软件实现。此 外,从由单元1046-1052和装置1026、1028、1030组成的组中选择的至少两个元素被单块的 或作为共同的代码地实现。
[0049] 由于完备性说明,在图2中借助Ω表示在磁场定向的坐标系中的转子的机械角频 率,并且借助η表示用于转数调节装置1032的控制转数。此外,在图2至4中的矢量借助 于箭头表示,而在这些量在说明书中无箭头地表示。
[0050] 在图3中示出的异步电机14的等效电路包括定子支路1054,其具有以标记L。表 示的定子的定子或分布电感1056、以标记&表示的定子的定子电阻1058和单元1060。定 子支路1054与转子支路1062相耦合,该转子支路具有以标记&表示的转子的转子电阻 1066、第一单元1068和第二单元1070。量c〇s表示磁场定向的定子角频率,磁场定向的坐 标系以该定子角频率相对于定子定向的坐标系旋转。量zP表示异步电机14的转子的极对 数。
[0051] 图4示出了用于磁场定向的定子电流is#和磁场定向的定子电压的纵向分量 isd或usd的定子电流调节装置1034的信号处理,其与用于磁场定向的定子电流is,(p和磁场 定向的定子电压%的横向分量isq或usq的以相同的方式执行。
[0052] 定子电流调节装置1034具有反馈1072,借助于其将磁场定向的获取的定子电流 is,<p的纵向分量isd输送给结合环节1074。定子电流调节装置1034的旁路积分器1076具 有减法环节1078和带有标准常数TByils的积分环节1080。借助于减法环节1078,磁场定向 的获取的定子电流i.s_的纵向分量isd从磁场定向的期望定子电流的纵向分量isdi>N中 减去。减法环节1078的输出信号借助于积分环节1080积分并且输送至结合环节1074。反 馈1072此外设置有放大环节1082,其将磁场定向的获取的定子电流igp的纵向分量isd与 延伸因子Klils相乘。放大环节1082的生成的输出信号被输送至结合环节1074。结合环节 1074将磁场定向的期望定子电流is,、的纵向分量isd^与积分环节1080的输出信号相加, 并且从中减去由第一放大环节1082输出的磁场定向的获取的定子电流?8,.φ的纵向分量isd。 结合环节1074的输出信号被输送至第二放大环节1084,其以延伸参数Kis与结合环节1074 的输出信号相乘。第二放大环节1084的输出信号对应于磁场定向的、在定子电感L。处下 降的期望定子电压uSiδ>Ν的纵向分量usdiδ>Ν并且被输送至加法环节1086,其将作为控制量或 干扰量接入的磁场定向的、在运行时固定需要的定子电压US,St,φ#的纵向分量Usdisti#加至第 二放大环节1084的输出信号,以通过在定子电流调节线路1038中的磁场定向的、在运行时 固定需要的定子电压us,st,<p.来补偿磁场定向获取的定子电流W:s#_的纵向分量usd的干扰量 接入。加法环节1086的输出信号对应于由定子电流调节装置1034输出的磁场定向的期望 定子电压us:,*cp_的纵向分量usdi>N。
[0053] 在图4中用于示出磁场定向的定子电压11_和磁场定向的定子电流is#的纵向分 量usd或isd的定子电流调节线路1038借助于减法环节1088形成,其将磁场定向的、在运行 时固定需要的定子电压的纵向分量usdist从磁场定向的定子电压ttyp的纵向分量usd 中减去。减法环节1088的输出信号借助于积分环节1090进行积分,积分环节的标准常数 为时间常数?Υ。,其指示分布电感1064或者定子的T。并且借助于1\。=L。*^/%来定义。 在此,i#PuB表示调节系统1016的用于电流和电压的标准化。积分环节1090的输出信 号对应于被调节的磁场定向的定子电流的纵向分量isd,其被输送至定子电流调节装置 1034。用于磁场定向的定子电压?和磁场定向的定子电流is,(p的横向分量usq或isq的定 子电流调节线路1038的功能性以与用于磁场定向的定子电压和磁场定向的定子电流 ktp的纵向分量usd或isd的相似的方式实现。
[0054] 同样在图4中示出的模拟单元1050表示用于磁场定向的定子电压1,φ和磁场定 向的定子电流i,,tp的观察者并且借助于低通传输方程
[0055]
[0056] 建模在运行时固定需要的定子电压的空间矢量。在此适用于时间常数TMs =GMs*T1Ms和参数q2Ms=T^。八(GMs) 2*T1Ms)。考虑图 3 借助于
[0057]
[0058] 来计算磁场定向的固定需要的定子电压。在此,磁场定向的诱导的定子电压借助 于U.ind痒-.1.吨,冲十COs'Klt* (沉,2) *img,cp来确走。参数KL。=LL。*iB/(UB*TB) 表示异步电机14的延伸参数,其指示定子电感1056或L。,或取决于其,并且KRs=Rs*iB/uB 表示异步电机14的延伸参数,其指示定子电阻1058或Rs,或者取决于其。量?^= uB表示时间常数,其指示转子电感1-64或者Lp并且Kk=I\yTB= (LjiB)/(uB*TB)表示延 伸参数,其指示转子电感1064或k。在此,iB、%和TB表示调节系统1016的电流、电压和 时间常数的参考量或标准量,并且RO/2)表示值(π/2)的旋转矩阵。
[0059] 为了借助于上面描述的联系建模模拟的、磁场定向的、在运行时固定需要的定子 电压Us,st,φ#的纵向分量Uscj,st,φ#,模拟单元1050具有第一减法环节1092、第二减法环节 1094、放大环节1096和第一和第二节分环节1098、10100。由传感器1043获取的、磁场定向 的定子电压%#_的纵向分量usd被输送至第一减法环节。表不磁场定向的电压差的纵向分 量的减法环节的输出信号借助于第一积分环节1098通过使用标准常数IV。在时间上积分。 第一积分环节1098的输出信号被输送至第二减法环节1094,其将由传感器1044获取的定 子电流的纵向分量isd从第一积分环节1〇98的输出信号中减去并且产生磁场定向的电 流差的纵向分量。第二减法环节1094的输出信号被输送至放大环节1096,使得减法环节 1094的输出信号与放大因子GMs相乘。放大环节1096的所产生输出信号被输送至减法环 节1092。此外,第二减法环节1094的输出信号被输送至第二积分环节10100,其通过使用 标准常数T1Ms在时间上积分被输送的信号并且产生作为输出信号的模拟的、在运行时固定 需要的定子电压us,st,<p#的纵向分量Usd,st,(p#。第二积分环节10100的输出信号同样被输送 至第一减法环节1092。第一减法环节1092将在模拟的、磁场定向的、在运行时固定需要的 定子电压us,st,(p#的纵向部分usdisti#和放大的、磁场定向的电流差的纵向部分从磁场定向的 获取的定子电压%#的纵向分量Usd中减去,并且输出作为输出信号的磁场定向的电压差 的纵向分量,其被输送至第一积分环节1098。用于磁场定向的定子电压uv<i)和磁场定向的 定子电流:i.s#的横向分量usq或isq的模拟单元1050的功能性与用于磁场定向的定子电压 和磁场定向的定子电流is,φ的纵向分量usd或isd的示出的模拟单元1050的功能模拟单 元以相似的方式实现。
[0060] 在异步电机14的瞬时振荡状态中,磁场定向的、在运行时固定需要的定子电压 Us,st,φ#的模拟是精确的。模拟装置1026关于磁场定向的、固定需要的定子电压典ip的变 化的振荡特性通过低通传输方程的特性参数\13和q2Ms来标记。该特性参数能够通过观 察者的两个调节参数GMs和T1Ms的选择至少从理论的角度被任意地确定。在所示的实施 例中,异步电机14被如此驱动,即模拟装置1026的时间尺度被选择为明显小于定子电流 调节装置1034的控制传输函数的时间尺度,使得实现模拟的、固定需要的定子电压 的空间矢量与实际的固定需要的定子电压也痒#的空间矢量以非常良好的精确性等同地实 现。在此,模拟装置1026的时间尺度通过时间常数TMs、也通过GMs和T1Ms来确定。
[0061] 在下文中,根据第二实施例进一步描述并且通过附图标记2016表示调节系统16。
[0062] 在图5中示出的调节系统2016具有第一和第二派克(PARK)变换单元2022、2024, 其用于通过使用磁场角度Φ来变换在具有坐标轴1、2、3的定子定向的坐标系和具有正交 的坐标轴d、q的磁场定向的坐标系之间的矢量的值。该调节系统2016还具有第一模拟装置 2026,其借助于电机模型来模拟磁场定向的、基于转子的转子磁通L的在异步电机14的 定子中诱导的定子电压uind,φ#,并且借助于该电机模型来模拟模拟的磁场定向的在异步 电机14的运行中固定需要的定子电压UsAfp#.。该调节系统2016还具有第二模拟装置2028, 其被用于借助于该电机模型来模拟异步电机14的转子的磁场定向的磁化电流imgi#,该调节 系统2016还具有第三模拟装置2030,其被设置用于借助于电机模型来模拟异步电机14的 转子的转数η#。调节系统2016还具有磁场定向地工作的转数调节装置2032,其用于借助 于在转数调节装置1032中实施的、磁场定向工作的用于调节异步电机14的转子的磁化电 流img的磁化电流调节器来调节异步电机14的转子的转数η,该调节系统1016还具有磁场 定向工作
当前第2页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1