[发明专利]一种基于矢量控制的感应电机电流失控预测方法

说明书

技术领域

本发明属于交流感应电机及其控制技术领域，具体涉及一种矢量控制情况下，感应电机电流失控的预测方法。

背景技术

交流电机变频调速方法主要包括开环V/f调速和闭环调速，闭环调速又被称为矢量控制方法，具体包含间接转子磁场定向、直接转子磁场定向、直接定子磁场定向等。其中间接转子磁场定向由于需要的硬件少，控制性能高而得到广泛的应用。

感应电机间接转子磁场定向矢量控制的原理为：将旋转坐标系建立在转子磁场方向上，并通过该坐标，将定子电流分解为转矩电流(q轴电流)和励磁电流(d轴电流)分量，实际输出转矩大小与转矩电流和励磁电流的乘积成线性关系。

感应电机矢量控制系统包含两个电流调节器，分别是q轴电流调节器和d轴电流调节器，由于d/q轴电流之间存在交叉耦合，使得常规的PI调节器带宽会随着电流频率的提高而下降，并且当电机转速较高时，由于反电动势的不断升高，使得d/q轴电流调节器更易饱和，因此，电流调节器可能难以达到设计要求，从而导致电流失控，甚至损坏功率装置和电机。因此，有必要对感应电机电流失控进行预测，以便在失控前采取措施，避免由于电流失控而导致的功率装置和电机的损坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种更快速的感应电机电流失控的预测方法，根据电机的电压裕度、电气参数以及设定地稳定裕度阀置，对电流失控的情况进行预测。

一种基于矢量控制的感应电机电流失控预测方法，具体为：

单PWM周期内对两相电流多次采样，并对采样电流进行d/q轴解耦，得到d轴电流i_ds和q轴电流i_qs；

计算d轴电流i_ds与d轴电流给定值之间的偏差Δi_ds，q轴电流i_qs与q轴电流给定值之间的偏差Δi_qs；

依据电机电气参数和电机模型，计算当前电压裕度下，d轴电流允许变化范围Δi’_ds和q轴电流允许变化范围Δi’_qs；

计算|Δi_ds|与|Δi′_ds|之间的差值Δi_d，及|Δi_qs|和|Δi′_qs|之间的差值Δi_q；

若差值Δi_d小于d轴电流失控阀值Δd，则说明d轴电流失控，若差值Δi_q小于q轴电流失控阀值Δq，则说明q轴电流失控。

进一步地，还计算Y_dq＝λ_d(Δi_d-Δd)+λ_q(Δi_q-Δq)，0＜λ_d≤1，0＜λ_q≤1，若Y_dq＜0，则说明电流调节器失控。

进一步地，d轴电流允许变化范围Δi’_ds和q轴电流允许变化范围Δi’_qs的计算方法为：