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_3

文档序号:9529420阅读:来源:国知局
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.,(p的定子电流调节 器2034。通过调节系统2016的调整环节2036,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2016的定子电流调节 线路2038,其用于调节磁场定向的定子电流?8,φ:,以及调节系统2016的转数调节线路2040, 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2038、2040的 各个输入量和输出量之间的对应的联系建模异步电机14。用于获取异步电机14的定子的 磁场定向的定子电压_Us,(p的第一传感器2042和用于获取定子的磁场定向的定子电流的 第二传感器2044分别与第一、第二和第三模拟装置2026、2028和2030耦合。该定子电流 调节装置2034还能够与第一传感器2042和第二传感器2044耦合。
[0063] 虽然传感器2042、2044被电路技术地示出为被构造用于获取磁场定向的量,应当 理解,在定子定向的坐标系中获取的传感器值,其转换为在磁场定向的坐标系中或者在模 拟的磁场定向的坐标系中的相应的量的空间矢量。
[0064] 以星号标记的量在图5中表示待调节的量的期望量,Ω表示在磁场定向的坐 标系中的转子的旋转频率,并且η表示用于转数调节装置2032的控制转数。此外,在图5 至7中的矢量借助于箭头标记,而在这些量在说明书中无箭头地标记。
[0065] 第一模拟装置2026的第一接口单元2043被设置用于接收借助于第一传感器2041 测量的磁场定向的定子电压U^p并且第一模拟装置2026的第二接口单元2044被设置用于 接收借助于第一传感器2042测量的磁场定向的定子电流is,(p。第一和第二接口单元2043、 2044分别与第一模拟装置2026的第一模拟单元2045以及第一模拟装置2026的第二模拟 单元2046相親合,第一模拟单元2045被设置用于基于磁场定向的定子电压Us.cp和磁场定 向的定子电流来模拟在异步电机14的在运行时固定需要的定子电压Us、sMp#1第二模拟 单元2046被设置用于基于磁场定向的定子电压ΙΙ&φ#、磁场定向的定子电流和在运行 时固定需要的定子电压us,st,(p#来模拟基于转子的转子磁通1]^的在定子的定子绕组中诱导 的定子电压uind,?ρ#。第一模拟单元2045因此与模拟装置2026的第二模拟单元2046并且额 外地与第三接口单元2047相耦合,第三接口单元被设置用于将模拟的、磁场定向的在运行 时固定需要的定子电SUs,sMp#输出至定子电流调节装置2034。第二模拟单元2046与模拟 装置2026的第四接口单元2048相耦合,其被设置用于将模拟的、磁场定向地诱导的定子电 压Uin4(p#输出至第二模拟装置2028。
[0066] 第一模拟装置2026、第二模拟装置2028和第三模拟装置2030中的单元 2043-2048中的至少一个单元或装置借助于硬件和/或软件实现。此外,从由单元 2043-2048和装置2026、2028、2030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。
[0067] 在图6中示出的第一模拟装置2026的框图包括第一模拟装置2026的第一和第二 模拟单元2045、2046的功能性。第一模拟装置2026的第一和第二传输单元2066、2068被 设置用于,考虑模拟的磁场角度Φ#,其在定子定向的坐标系和模拟的磁场定向的坐标系之 间以轴d#、q#来测定,将由传感器2041获取的电子电Sus^3或由传感器2042获取定子 电流1,2,3变换为对应的、模拟的、磁场定向的量Us,<p#、Ιφ#。
[0068] 第一模拟装置2026的第一信号处理部分2070被构造作为干扰量观察者并且被设 置用于,基于模拟的、磁场定向的定子电流和模拟的、磁场定向的定子电压Us,φ#来产 生模拟的、面向场的、在异步电机14的运行时固定需要的定子电压US,st,(p#。为此,第一信号 处理部分2070具有第一减法环节2072、积分环节2074、第二减法环节2076、放大环节2078 和第二积分环节2080。模拟的、面向场的定子电压借助于减法环节2072和具有积分 常数?Υ。的积分环节2074被变换为模拟的、面向场的定子电流从其中借助于第二 减法环节2076减去模拟的、面向场的定子电流is.(p#。减法环节2076的输出信号被输送至 放大环节2078,其将放大因子GMs与第二减法环节2076的输出信号相乘,并且向减法环节 2072、输出对应的相乘的信号。第二减法环节2076的输出信号同样地被输送至第二积分环 节2080,其通过积分常数T1Ms标记并且其输出信号为模拟的、面向场的在运行时固定需要 的定子电压叫冰邓^^该定子电压叫典-被传输至第一减法环节2072。第一减法环节2072 将所生产的模拟的、面向场的在运行时固定需要的定子电压和由放大环节2078输 出的信号从模拟的、面向场的定子电压也讲,喊中减去。该模拟的、面向场的在运行时固定需 要的定子电压叫成<p#同样地被输送至第三减法环节2082,其从最后所谓的量中减去第一 模拟装置2026的第二信号处理部分2084的输出信号。
[0069] 该第二信号处理部分2084具有第二放大环节2086,其将由变换单元2068输出的 模拟的、面向场的定子电流与放大环节2086的延伸参数KRs相乘,其指示定子电阻Rs。
[0070] 借助于第四减法环节2090从第三减法环节2082的输出信号中减去第一模拟装置 2026的第三信号处理部分2088的输出信号。第三信号处理部分2088具有乘法环节2092, 其将由第二变换单元2068输出的模拟的、面向场的定子电流is,b,cp与模拟的定子角频率ωs 相乘。旋转环节2094借助于在值π/2处的旋转矩阵R(π/2)产生乘法环节2092的输出信 号的旋转或转动,并且向第三放大环节2096输出相应的输出信号。第三放大环节2096将 旋转环节2094的输出信号与延伸参数相乘,其指示定子电感L。。第三放大环节2096 的输出信号将被输送至第四减法环节2090,其将第三放大环节2096的输出信号从第三减 法环节2082的输出信号中减去并且产生诱导的定子电压
[0071] 在图7中示出的定子电流调节线路2038表示在磁场定向的定子电压%$和磁场 定向的定子电流&.之间的调节技术的关联。磁场定向的定子电压的纵向分量usd借 助于第一减法环节2098a以在运行时固定需要的定子电压叫:與身的形式的干扰施加。第一 减法环节2098a的输出信号us4δ借助于第一积分环节20100a进行积分,其具有积分常数 ?Υ。并且输出磁场定向的定子电流is,(p的纵向分量isd。磁场定向的定子电流is,q>的纵向分 量U皮输送第一放大环节20102a,其将延伸参数KRs与输送的信号相乘,该延伸参数KRs指 示定子电阻Rs。第一放大环节20102a的输出信号被输送至加法环节20104a,其输出信号 为磁场定向的、在运行时固定需要的定子电压us,st,(p的纵向部分usdist。此外,磁场定向的定 子电流is,φ的纵向分量isd被输送至第二减法环节20106,其将磁化电流img从定子电流 的纵向分量isd中减去。在此,磁化电流i%借助于第二积分环节20108产生,其以积分常 数L来积分第二减法环节20106的输出信号。第二减法环节20106的输出信号也被输送至 第二放大环节20110a,其将延伸参数KRli5输入信号相乘,该延伸参数K指示转子电阻Rp 并且输出作为输出信号的磁场定向的、诱导的电压uindd的纵向分量uindd,其被输送至加法环 节20104a。磁场定向的定子电压?1、.φ的横向分量usq的处理以与之前描述的磁场定向的定 子电压U、.(P的纵向分量usd的信号处理的相似的方式实现。在此,然而借助于第二减法环节 20106实施的减法和借助于第二积分环节20108实施的积分未实施并且隶属的零件20106、 20108不存在。
[0072] 在磁场定向的定子电流i、.。的纵向分量isd和横向分量isq之间的非线性耦合借助 于第三可调节的放大环节20112a生成,其将输入信号、磁场定向的定子电流^视的横向分 量isq与延伸参数-ωsKh相乘,其指示定子角频率ωs和延伸参数Kh的乘积,并且其输出 信号被输送至加法环节20104a。在此延伸参数K。。被分配给定子电感L。。磁场定向的定 子电流is#的纵向分量isd同样地被输送至第三可调节的放大环节20112b,其将输入信号与 和放大环节20112a的延伸参数符号调换的延伸参数。相乘。第三可调节的放大环节 20112b的延伸参数指示定子角频率cos和延伸参数。的乘积。第三放大环节20112b的 输出信号被输送至第一减法环节20104b。
[0073] 基于模拟装置2026的方法相对于磁场定向的定子电压的模拟通过使用
[0074]
[0075] 是尤其鲁棒的,因为放弃了磁场定向的定子电流is,cp的时间导数的应用。
[0076] 下面根据第三实施例进一步描述并且通过附图标记3016来表示调节系统16。
[0077] 在图8中示出的调节系统3016具有第一和第二派克(PARK)变换单元3022、3024, 其用于通过使用磁场角度Φ来变换在具有彼此正交的坐标轴1、2、3的定子定向的坐标系和 具有彼此正交的坐标轴d、q的磁场定向的正交坐标系之间的量的三维的值。该调节系统 3016还具有第一模拟装置 3〇26,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U&a,-,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运行时固定需要的定子电压Us,st,<p#。该调节系统3016 还具有第二模拟装置3028,其被设置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i^#,并且该调节系统3016的第三模拟装置3030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#。第一、第二和第三模拟装置3026、3028和 3030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。
[0078] 此外,调节系统3016具有磁场定向地工作的转数调节装置3032,其用于借助于在 转数调节装置3032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3016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,(p的定子电流调节器3034。 通过调节系统3016的调整环节3036,由蓄电池直接逆变器12可输出的分级的输出电压是 可调节的,其可馈入异步电机14的电机端子中。调节系统3016的定子电流调节线路3038, 其用于调节磁场定向的定子电流iw,以及调节系统3016的转数调节线路3040,其用于调 节异步电机14的转子的磁化电流img和转数n,借助于在调节线路3038、3040的各个输入 量和输出量之间的对应的联系建模异步电机14。用于获取异步电机14的定子的磁场定向 的定子电压Us#的第一传感器3042和用于获取定子的磁场定向的定子电流.的第二传 感器3044分别与第一、第二和第三模拟装置3026、3028和3030耦合。该定子电流调节装 置3034还能够与第一传感器3042和第二传感器3044耦合。虽然传感器3042、3044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3042、3044,应当理解,第一和第二 传感器3042、3044获取在定子定向的坐标系中的值,其借助于变换单元3022转换为在磁场 定向的坐标系中的相应的量。
[0079] 第三模拟装置3030具有用于接收模拟的诱导的定子电压%Η<ι,φ#的第一接口 3046,用于借助于电机模型来确定在待模拟的磁场角度φ#和磁场角度φ:之间的角度差 Δφ,用于借助于电机
当前第3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