[发明专利]用于感应电动机的磁通控制器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年11月30日提交的申请号为10-2010-0120433的韩国专利申请的权益，其公开的全文通过引用合并于此。

技术领域

本发明一般涉及一种用于感应电动机的磁通控制器，特别是涉及一种能够利用无传感器矢量控制方法使得在感应电动机的驱动逆变器系统的低速区中的磁通估计性能的下降最小化的磁通控制装置。

背景技术

通常，不使用速度传感器或位置传感器而以可变速度驱动感应电动机的方法包括作为开环控制方法的恒定电压/频率(VF)控制方法，以及无传感器矢量控制方法，该无传感器矢量控制方法通过对电压、电流和电动机参数的测量来估计电动机转子的磁通位置。因为后一种方法在控制速度和负载变化方面的性能优良，因此所述无传感器矢量控制方法已被广泛地应用。

然而，所述无传感器矢量控制方法存在一定的问题，其在低速区中驱动电动机所需的电压被降低，使得输入到电动机中的电压(逆变器输出电压)会由于偏差或停滞时间而被错误地估计，因此使磁通估计性能劣化。因此，与高速区相比较，所述无传感器矢量控制方法未能在低速区中充分地发挥其性能。

图1为示出不使用速度(位置)传感器而通过无传感器矢量控制方法以可变速度驱动的感应电动机系统的方框图。

逆变器101输出电压到无传感器感应电动机102，以使无传感器感应电动机102依据用户输入的速度指令W^*_m工作。

减法器103计算从外部输入的速度指令W^*_m与估计速度W_m之间的差，从而检测速度误差，其中估计速度W_m为无传感器磁通估计器115的输出中的一个。

速度控制器104用于输出电流指令。K_{p_s}表示比例增益，K_{i_s}表示积分增益，而s表示拉普拉斯算子。

减法器105计算转矩电流指令i^*_q与转矩电流i_d之间的差以检测转矩电流误差。

在转矩电流控制器106中，K_{p_q}表示比例增益而K_{i_q}表示积分增益。

减法器107计算磁通指令λ^*_dr与估计磁通λ_dr之间的差以检测磁通误差，其中估计磁通λ_dr为无传感器磁通估计器115的输出。

在磁通控制器108中，K_{p_f}表示比例增益而K_{i_f}表示积分增益。

减法器109计算磁通电流指令i^*_d与磁通电流i_d之间的差以检测磁通电流误差。

在磁通电流控制器110中，K_{p_d}表示比例增益而K_{i_d}表示积分增益。

三相转换器111从无传感器磁通估计器115接收感应电动机102的转子磁通的电旋转角度θ_e，并且将磁通电压指令V^*_d以及作为电流控制器106和110的输出的转矩电压指令V^*_q转换为三相指令电压V^*_a、V^*_b和V^*_c。

电压控制器112包括功率半导体器件(IGBT)，并且接收三相电压指令，即V^*_a、V^*_b和V^*_c，从而通过脉冲宽度调制(PWM)将由电压指令V^*_a、V^*_b和V^*_c控制的三相输出电压施加至感应电动机102。

相应的电流传感器113a、113b和113c分别联接到电压控制器112的三相输出电缆以检测流经感应电动机102的三相电流i_a、i_b和i_c。