[发明专利]基于虚拟电压注入的感应电机无速度传感器驱动控制方法

摘要

本发明公开了基于虚拟电压注入的感应电机无速度传感器驱动控制方法，首先在电机磁链和转速观测器中注入虚拟电压信号，使得电机磁链和和转速观测器的输入与电机的指令输入存在差异；其次以任一种电机磁链和转速观测器为基础对电机磁链旋转角度和电机转子转速进行估计，并以某种控制策略(如矢量控制)驱动感应电机正常运行；然后，依照本方法设计出的、仅注入在电机磁链和转速观测器中的信号，能够保证在感应电机无速度传感器控制系统驱动下的感应电机，在电机低同步转速以及电机零同步转速运行时输出150％的额定转矩，并长时间保持其稳定。

主权项

1.基于虚拟电压注入的感应电机无速度传感器驱动控制方法，该方法基于现有的感应电机无速度传感器驱动系统，通过在αβ坐标系下电机的定子电压指令输入值u_sα、u_sβ和磁链观测器定子电压输入值之间增加一虚拟电压注入模块，或者，在dq坐标系下电机的定子电压指令输入值u_sd、u_sq和磁链观测器定子电压输入值之间增加一虚拟电压注入模块实现，其特征在于，该方法包括如下步骤：S1.基于感应电机的参数计算k，k为虚拟电压注入模块中的比例关系；S2.将αβ坐标系下电机的定子电压指令输入值u_sα、u_sβ分别乘以比例关系k，获得αβ坐标系下磁链观测器定子电压输入值或者，将dq坐标系下电机的定子电压指令输入值u_sd、u_sq分别乘以比例关系k，获得dq坐标系下磁链观测器定子电压输入值该操作相当于在u_sα和u_sβ的基础上，注入了u_{sα_inj}和u_{sβ_inj}，其中使得满足式中，usα_inj为α轴下的虚拟电压注入值，usβ_inj为β轴下的虚拟电压注入值；或者，相当于在u_sd和u_sq的基础上，注入了u_{sd_inj}和u_{sq_inj}，其中使得满足式中，usd_inj为d轴下的虚拟电压注入值，usq_inj为q轴下的虚拟电压注入值；S3.基于或构建磁链观测器的动态数学模型；S4.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S5.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；其中，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。