[发明专利]一种异步电机的高可靠性控制装置及方法

说明书

一种异步电机的高可靠性控制装置，包括彼此电连接的采集模块、处理模块和驱动模块。采集模块用于实时采集被控电机三相定子的电流信号和转速信号；处理模块用于计算机端虚拟磁链、单位无功电流和有功电流，计算电机转子磁链幅值和电磁转矩信号，对给定电磁转矩信号和电磁转矩信号以及给定的电机转子磁链幅值与电机转子磁链进行PI控制，得到给定的定子有功电流信号和无功电流信号，合成给定的三相定子电流信号，还用于对给定的三相电流信号和对应的三相定子的电流信号进行PI控制，得到PWM开关信号，驱动模块用于根据PWM开关信号驱动被控电机。本申请还公开了一种异步电机的高可靠性控制方法。本申请提升了电机控制系统的可靠性和稳定性。

技术领域

本申请涉及电气工程领域，特别是一种异步电机的高可靠性控制装置及方法。

背景技术

异步电动机作为主要拖动电机，广泛应用于工农业生产和生活中，而且，随着社会的发展，其所占市场比重越来越大。同时，现代工业技术的发展也对异步电动机高性能驱动系统的动态性能要求也越来越高。因此，提高异步电动机系统的性能与效率，对社会经济建设具有巨大意义。

但是，异步电动机运行过程中，由于温度等工况条件的变化，导致电机相关参数发生变化，进而影响电机运行的准确性和稳定性。目前，主要解决方法是采用学习算法或者系统辨识的闭环自适应控制策略，但这种方法的稳定性分析困难，在对电动机稳定性和可靠性要求较高的场合，如航空、航天或核电等，其电动机稳定性较差、可靠性不高，因此异步电动机高可靠性控制成为亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供一种异步电机的高可靠性控制装置及方法，解决现有技术中电机控制系统稳定性差、可靠性不高的问题。

根据本申请的第一方面，本申请提供一种异步电机的高可靠性控制装置，包括彼此电连接的采集模块、处理模块和驱动模块，驱动模块包括逆变器，逆变器和采集模块均用于与被控电机电连接，采集模块还与驱动模块电连接；

采集模块用于实时采集被控电机三相定子的电流信号i_a、i_b、i_c和转速信号ω_m，并将采集到的被控电机三相定子的电流信号i_a、i_b、i_c和转速信号ω_m发送至处理模块；

处理模块用于根据获取的三相定子电压信号u_a、u_b和u_c计算机端虚拟磁链ψ_v，根据机端虚拟磁链ψ_v计算单位无功电流分量w_a、w_b和w_c以及单位有功电流分量v_a、v_b和v_c；被控电机三相机端虚拟磁链的计算式为：ψ_va＝∫u_a dt,ψ_vb＝∫u_b dt,ψ_vc＝∫u_c dt；被控电机机端虚拟磁链的幅值ψ_v的计算式为：

处理模块用于计算电机转子磁链幅值ψ_r和电磁转矩信号T_e，三相异步电机机转子磁链ψ_ra,rb,rc＝L_r(ψ_va,vb,vc-∫R_si_a,b,cdt-σL_si_a,b,c)/L_m，转子磁链幅值

T_e＝n_pL_m(i_sβψ_rα-i_sαψ_rβ)；