[发明专利]一种大惯量负载永磁同步电机断电-寻优重投控制方法

摘要

一种使大惯量负载永磁同步电机断电-重投瞬间冲击最小的寻优重投控制方法。采用投入前给定转速ω^*和位置补偿误差Δθ实时更新的方式和电压逆变器模拟的方式获得合适投入参数，在投入瞬间对给定转速ω^*和位置补偿误差Δθ、电压逆变器端部电压U_abc和反电动势E_abc提出了一定的误差限制；准备投入之前，根据转矩平衡方程式，分析了最小冲击时给定转速ω^*和位置补偿误差Δθ应满足的条件；根据实时转速ω和模拟控制器模拟的端部电压与反电动势E_abc之间的幅值差相位差δ，不断的更新给定转速ω^*与实际转速ω的差值Δω^*和位置补偿误差Δθ，直到开始投入；引入了电压模拟控制器的概念，分析了反电动势E_abc和端部电压U_abc之间的差值，得到了使投入瞬间冲击最小的区域。

主权项

1.一种大惯量负载永磁同步电机断电-寻优重投控制方法，其特征在于步骤如下：步骤1：针对断电期间无法直接测量到控制系统经过逆变器后的端部电压，利用设计的电压模拟控制器VSC，模拟计算断电期间当前的闭环控制系统所产生的逆变器三相模拟参考输出电压u_α^*、u_b^*和u_c^*：ua*=ud2[V1(t)-V2(t)]-ud6Σi5[Vi(t)-Vi+1(t)]]]>ub*=ud2[V3(t)-V4(t)]-ud6Σi5[Vi(t)-Vi+1(t)]]]>uc*=ud2[V5(t)-V6(t)]-ud6Σi5[Vi(t)-Vi+1(t)]]]>其中：i＝1,3,5，t＞＝0，u_d为逆变器直流侧母线电压，V₁(t),V₃(t),V₅(t)分别为逆变器α,b,c三相上桥臂IGBT器件开关控制信号，V₂(t),V₄(t),V₆(t)分别为逆变器α,b,c三相下桥臂IGBT器件开关控制信号；步骤2：通过电压传感器检测重投前的永磁同步电机三相反电动势e_α,e_b,e_c，在寻优控制器中进行计算：Δu_a^*＝u_α^*-e_αΔu_b^*＝u_b^*-e_bΔu_c^*＝u_c^*-e_c得到三相电压差值Δu_a^*、Δu_b^*和Δu_c^*；步骤3：根据三相电压差值Δu_a^*、Δu_b^*和Δu_c^*，通过过零分析法计算相位差，同时利用Uα*=12π∫02π(uα*)2dωt]]>和Eα=12π∫02π(eα)2dωt]]>计算电压幅值差ΔU_α^*＝U_α^*-E_α，ΔU_b^*＝U_b^*-E_b和ΔU_c^*＝U_c^*-E_c；当相位差的误差超出±1%误差范围时，改变位置补偿角Δθ^*为Δθ＝Δθ^*±Δθ^**0.01，当电压幅值差的误差超出±1%误差范围时，改变转速误差值Δω为Δω^*＝Δω±Δω*0.02；直到满足误差条件；步骤4：重投前根据ω和Δω^*计算投入时的给定转速ω^*：ω^*＝ω+Δω^*；以位置补偿角Δθ对实时位置进行补偿：θ^*＝θ±Δθ；根据控制系统的转矩平衡方程，给定转速ω^*小于重投瞬间的实时转速ω：ω^*＝ω-Δω^*，其中Δω^*＞＝0；步骤5：当相位差和幅值差满足±1%误差范围时，寻优控制器在一个电气周期内寻找投入冲击最小的点：Δu_a^*的相位在0、π、或的任意点，当逼近上面任意点的误差角在的范围之内时，发出投入命令，给定速度不再根据实时转速更新，逆变器中的可控器件受控制器的控制，使永磁同步电机的电力控制系统重新投入运行。