[发明专利]一种基于误差补偿的感应电机零频稳定控制方法

权利要求书

1.一种基于误差补偿的感应电机零频稳定控制方法，在感应电机无速度传感器驱动系统αβ坐标系下电机的定子电压指令输入值和转子电压补偿模块的输入之间增加一虚拟电压注入模块，在虚拟电压注入模块、磁链转速观测器之间增加一转子电压补偿模块，αβ坐标系是2相静止坐标系，dq坐标系是2相同步旋转坐标系，其特征在于，包括以下步骤：

S1.基于虚拟电压注入值或者离线标定法计算等效补偿转子电阻R_rc；

S2.基于等效补偿转子电阻R_rc计算转子补偿电压和

S3.通过PARK反变换将和由dq坐标系变换到αβ坐标系，得到αβ坐标系下的转子补偿电压和并结合αβ坐标系下虚拟电压注入模块的输出值来构成转子电压补偿模块的输出值

S4.基于构建磁链观测器的动态数学模型；

S5.基于磁链观测器的动态数学模型，使用转速观测器观测感应电机转子转速使用磁链观测器观测转子磁链的旋转角度

S6.观测出的转子转速被用于转速PI调节模块和磁链观测器，观测出的转子磁链旋转角度用于2相同步旋转坐标/2相静止坐标变换模块，从而实现感应电机无速度传感器转速和转矩的控制；

所述基于虚拟电压注入值计算等效补偿转子电阻R_rc，具体包括以下步骤：

(1-1)利用dq坐标系下的电机定子电压指令输入值u_sd、u_sq和虚拟电压注入模块中的比例系数k，计算d轴下的虚拟电压注入值u_{sd_inj}和q轴下的虚拟电压注入值u_{sq_inj}；

u_{sd_inj}＝(k-1)u_sd

u_{sq_inj}＝(k-1)u_sq

(1-2)利用u_{sd_inj}和u_{sq_inj}计算等效补偿转子电阻R_rc；

其中，ω_e为同步转速；ω_s为滑差转速；R_s、R_r、R_rc分别为电机定子电阻、转子电阻、等效补偿转子电阻；L_s、L_r、L_m分别为电机定子侧电感、电机转子侧电感和电机互感；分别为d轴、q轴下的转子电流观测值。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，转子补偿电压和的计算公式如下：

其中，R_rc为等效补偿转子电阻，L_s、L_r、L_m分别为电机定子侧电感、电机转子侧电感和电机互感；分别为d轴、q轴下的定子磁链观测值；分别为d轴、q轴下的转子磁链观测值。

3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，基于构建磁链观测器的动态数学模型表示如下：

其中，

其中，分别为α轴、β轴下的定子磁链观测值；分别为α轴、β轴下的转子磁链观测值；分别为α轴、β轴下的定子电流观测值；为转速观测器观测感应电机转子转速；R_s、R_r分别为电机定子电阻和转子电阻；L_s、L_r、L_m分别为电机定子侧电感、电机转子侧电感和电机互感。

4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述基于磁链观测器的动态数学模型，使用转速观测器观测感应电机转子转速使用磁链观测器观测转子磁链的旋转角度计算公式如下：

其中，k_p、k_i分别为转速观测器的比例环节增益和积分环节增益；i_sα、i_sβ分别为α轴、β轴下定子电流实际测量值；分别为α轴、β轴下定子电流观测值；分别为α轴、β轴下的转子磁链观测值；S₁分别为的时间积分值。