[发明专利]一种基于参数自学习的通用电机控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种通用电机控制器，具体涉及一种基于参数自学习的通用电机控制器。

技术背景

异步感应电机控制中基于转子磁场定向的矢量控制是最常见的方法，该控制系统配置一般需要知道几个电机参数，包括定子电阻R_s、励磁电感L_m、正交编码器线数Q_n、转子励磁时间常数T_r等，参数的正确配置是实现转子磁场定向的前提和基础。若参数值与实际值不符，将直接影响到磁场定向的准确性，这可能会使矢量控制丧失原本技术上的优势，造成感应电机运动控制系统稳态和动态性能的下降，甚至导致控制系统不收敛、控制器烧毁等情况发生。

由于不同的型号的电机上述参数不同，甚至同一款电机在出厂时由于工艺误差，上述参数也有细微的差别。在现有技术中，需要采用不同仪器对不同型号电机进行多次人工测试来测量上述感应电机参数，然后将电机参数输入相应的控制器进行控制系统配置，完成感应电机控制器与感应电机匹配。一般一台电机对应一台控制器，当电机出现故障时更换时，控制器也需要进行更换。造成现有技术中存在以下问题：不仅工作繁琐，也对工作人员的技术基础有较高的要求，而且多次测量结果会因人为读取的误差逐级放大，使得控制系统与电机实际性能不匹配；一台电机对应一台控制器的生产成本和维护成本都偏高。

出于此目的，在感应电机控制系统加入电机参数识别模块，对感应电机参数进行自学习，并自动将识别的参数配置到电机控制模块中，以便控制器准确有效的控制、驱动感应电机运行。

发明内容

本发明出于克服现有技术中的不足，采用感应电机控制器自识别感应电机参数，解决了现有技术的工作繁琐、对工作人员技术要求高、控制器使用范围窄的问题，提出一种操作简单且适用范围广的通用感应电机控制器。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种基于参数自学习的通用电机控制器，包括主控模块、电源模块、电机控制模块、功率驱动模块，还包括电机参数识别模块，所述电源模块与所述主控模块、所述电机控制模块、所述功率驱动模块相连接，所述主控模块与所述电机控制模块相连接，所述电机控制模块与所述功率驱动模块连接，所述电机参数识别模块与所述主控模块、所述电机控制模块、所述功率驱动模块相连接，用于识别电机参数并配置到所述电机控制模块。

所述电机参数包括：电机D轴等效电阻R_s、励磁电感L_m、正交编码器实际线数Q_n、励磁时间常数T_r。

电机D轴等效电阻R_s获取方式为：将电机控制器与感应电机相连，给电机控制器通入直流电压；将感应电机等效成DQ模型，测出D轴两端电压U_sd、D轴电流I_sd，计算出电机D轴等效电阻R_s。

励磁电感L_m获取方式为：给定定子D轴电流并维持不变，使电机空载定速旋转，由控制器测出电机定子Q轴电压、定子D轴电流幅值和同步角频率，计算出励磁电感L_m。

正交编码器实际线数Q_n获取方式为：给定定子D轴电流和同步角频率并维持不变，使电机空载定速旋转，由电机极对数P_n，计算出正交编码器实际线数Q_n。

励磁时间常数T_r获取方式为：首先给定维持定子D轴电流和同步角频率并维持不变；而后，将D轴电流由I_sdref阶跃至0获得等效励磁电流衰减的时间常数，此常数即为励磁时间常数T_r。

相比现有的识别电机的方法，本发明有显著优点和有益效果，具体体现为：

1、使用该通用感应电机控制器，自动识别电机参数并配置到控制程序中，减少了电机参数测量工作环节，节省成本。

2、本发明控制器所具有的参数自学习功能，可以使控制器适应不同型号的电机，降低控制器的设计难度，提高了控制器对电机的兼容性。

附图说明

图1为本发明通用电机控制器的信号流向图；

图2为本发明通用电机控制器的工作流程图。

具体实施方式

本发明的具体实施方法如下：