專利名稱：交流傳動控制系統(tǒng)和方法及其逆變器電壓誤差測量方法
技術領域：
本發(fā)明涉及交流傳動控制系統(tǒng)及其誤差測量方法，尤其是涉及一種應用于交流傳動控制系統(tǒng)的考慮逆變器電壓誤差的交流傳動控制系統(tǒng)及誤差測量方法。
背景技術：
交流傳動系統(tǒng)是指以交流電機為控制對象，對電機的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)的新型傳動系統(tǒng)。與直流傳動系統(tǒng)相比，交流傳動系統(tǒng)具有良好的牽引性能，功率因素高，體積小，重量輕，運行可靠。交流傳動系統(tǒng)正逐步取代直流傳動系統(tǒng)，廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)，國民生活和國防建設等領域。交流傳動系統(tǒng)一般由控制系統(tǒng)、主回路和控制對象等構(gòu)成，其中主回路是指由直 流母線，直流支撐電容，以及功率開關半導體器件組成的變流器；控制系統(tǒng)則包括基于高速微處理器的硬件平臺，和實時運算的各種控制算法。它通過對傳動系統(tǒng)中電機轉(zhuǎn)速、電機電流和直流母線電壓等信號的采集和處理，根據(jù)要求的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩指令，控制主回路中功率半導體器件的通斷進行PWM控制以調(diào)節(jié)作用于電機的交流電壓的幅值和頻率，實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩的控制。PWMCPulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制)是交流傳動控制系統(tǒng)中極其重要組成部分，該部分的功能是根據(jù)輸入的參考電壓和當前直流母線電壓，調(diào)節(jié)控制主回路功率半導體器件通斷的脈沖信號的寬度，使主回路輸出的基波電壓等于隨輸入的參考電壓。其中SVPWM (Space Vector Pulse Width Modulation)為空間矢量脈沖寬度調(diào)制。在逆變器控制中，由于開關器件固有開關時間的影響，開通時間往往小于關斷時間，因此很容易導致同一相的上下兩個開關管發(fā)生同時導通的現(xiàn)象而造成短路故障，為了防止故障的產(chǎn)生，通常設置一定的開通延時時間Td，稱之為死區(qū)時間，以保證同相的一個開關器件完全關斷后，另外一個開關器件才開通。脈寬調(diào)制技術廣泛應用于交流傳動系統(tǒng)中，目前工業(yè)領域應用較為廣泛的為電壓型逆變器，通過功率半導體器件的開關進行輸出電壓的調(diào)制以實現(xiàn)對電機輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的控制。由于半導體器件的本身固有特性和控制系統(tǒng)的器件延時等因素，以及逆變器到電機三相之間連接電纜的內(nèi)阻損耗(電纜越長電壓損耗越大)，使得實際電機端電壓和逆變器理論輸出電壓之間存在一定的幅值和相位誤差，該誤差會影響交流傳動系統(tǒng)的控制效果(尤其是在低速小調(diào)制比運行工況下)。調(diào)制比為變流器輸出的交流線電壓基波幅值同變流器輸入的直流電壓值之比。根據(jù)功率半導體的器件特性，器件導通時存在一定的導通電壓降。并且由于器件導通時存在一定的內(nèi)阻，因此通過電流時也會產(chǎn)生一定的電壓降。同時，逆變器和電機三相之間連接電纜的阻值會影響逆變器的輸出電壓，造成實際輸出電壓和理論輸出電壓之間存在一定的誤差，影響系統(tǒng)的控制性能。逆變器存在一定的開通延時和關斷延時，其中的關斷延時和導通電流存在非線性關系。在實際工業(yè)應用中為防止同一相的上下橋臂同時導通造成的母線短路損壞器件，加入了一定的死區(qū)時間。另外，逆變器三相輸出端和電機三相之間的連接線纜也存在一定的內(nèi)阻，并且線纜越長內(nèi)阻越大，因此造成的壓降也越大。這些因素都會影響逆變器的輸出電壓，在低速運行區(qū)域或調(diào)制比較小的運行情況下，誤差影響更加明顯，甚至會造成控制失敗。因此，提出一種交流傳動控制系統(tǒng)逆變器電壓誤差的測量方法及具有該誤差補償功能的交流傳動控制系統(tǒng)及其方法成為亟待解決的技術問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種考慮逆變器電壓誤差的交流傳動控制系統(tǒng)和方法及其逆變器電壓誤差測量方法，該系統(tǒng)和方法及其逆變器電壓誤差測量方法能夠極大地提高系統(tǒng)的控制性能，尤其是低速或小調(diào)制比下，能夠減小逆變器電壓誤差造成的影響。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體提供了一種交流傳動控制系統(tǒng)的技術實現(xiàn)方 案，一種交流傳動控制系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)矩給定單元，用于設定電機輸出的目標轉(zhuǎn)矩指令；磁鏈計算單元，用于進行磁鏈指令的計算和設定；指令電流計算單元，根據(jù)目標轉(zhuǎn)矩指令和磁鏈指令進行d軸指令電流和q軸指令電流G的計算；轉(zhuǎn)差頻率計算單元，用于根據(jù)目標轉(zhuǎn)矩指令和磁鏈指令計算電機的轉(zhuǎn)差頻率；定子頻率計算單元，根據(jù)測速單元反饋的速度ω和轉(zhuǎn)差頻率計算出電機的定子頻率ω s ；角度計算單元，對電機的定子頻率進行積分，計算出定子的旋轉(zhuǎn)角度Θ ；反饋電流計算單元，根據(jù)檢測到的電機相電流經(jīng)坐標變化后得到d軸反饋電流Id和q軸反饋電流Iti ;PI調(diào)節(jié)單元,d軸指令電流/，q軸指令電流^分別與d軸反饋電流Id, q軸反饋電流1 進行差分處理，然后通過PI調(diào)節(jié)單元進行PI控制，得到d軸電壓指令f/〗和q軸電壓指V電壓坐標變換單元，將d軸電壓指令f/丨和q軸電壓指令f ^變換到靜止坐標系上的α軸電壓指令f/I和β軸電壓指令U;;PWM調(diào)制單元，進行目標輸出電壓的調(diào)制，根據(jù)α軸電壓指令K和β軸電壓指令%得到PWM輸出控制信號S ' ab。，控制逆變器各相開關器件的通斷；誤差補償單元，根據(jù)電機的三相電流得出逆變器的電壓誤差，對PWM輸出控制信號S ' ab。進行修正以對逆變器的電壓誤差進行預先補償，得到最終的PWM輸出控制信號Sab。，使得電機的實際端電壓與理論電壓一致。作為本發(fā)明一種交流傳動控制系統(tǒng)技術方案的進一步改進，磁鏈計算單元根據(jù)電機的輸出頻率進行弱磁控制，計算并輸出設定磁鏈指令，實現(xiàn)電機在基頻以下按恒轉(zhuǎn)矩進行控制，在基頻以上按恒功率進行控制。作為本發(fā)明一種交流傳動控制系統(tǒng)技術方案的進一步改進，誤差補償單元根據(jù)電機的三相電流，通過查表或在線計算的方式得到逆變器的電壓誤差，然后將此電壓誤差折算成逆變器需要提前或推后開通或關斷的時間，形成新的PWM輸出控制信號Sab。對逆變器的電壓誤差進行補償。本發(fā)明還另外具體提供了一種交流傳動控制系統(tǒng)的控制方法的技術實現(xiàn)方案，一種交流傳動控制系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟SlOO :轉(zhuǎn)矩給定單元設定電機輸出的目標轉(zhuǎn)矩指令；SlOl :磁鏈計算單元進行磁鏈指令的計算和設定；S102 :指令電流計算單元根據(jù)目標轉(zhuǎn)矩指令和磁鏈指令進行d軸指令電流<和q軸指令電流<的計算； S103:轉(zhuǎn)差頻率計算單元根據(jù)目標轉(zhuǎn)矩指令和磁鏈指令計算電機的轉(zhuǎn)差頻率ω ；
r ，S104 :定子頻率計算單元根據(jù)測速單元反饋的速度ω和轉(zhuǎn)差頻率計算出電機的定子頻率ω S ；S105:角度計算單元對電機的定子頻率進行積分，計算出定子的旋轉(zhuǎn)角度Θ ；S106 :反饋電流計算單元根據(jù)檢測到的電機相電流經(jīng)坐標變化后得到d軸反饋電流Id和q軸反饋電流ItJ ;S107 d軸指令電流，q軸指令電流<與d軸反饋電流Id, q軸反饋電流Itl分別進行差分處理后，由PI調(diào)節(jié)單元進行PI控制，得到d軸電壓指令t/ .和q軸電壓指令&S108 電壓坐標變換單元將d軸電壓指令f/和q軸電壓指令％變換到靜止坐標系上的α軸電壓指令和β軸電壓指令^ ;S109 :PWM調(diào)制單元進行目標輸出電壓的調(diào)制，根據(jù)α軸電壓指令C/〗和β軸電壓指令^得到PWM輸出控制信號S ’ abc,控制逆變器各相開關器件的通斷；SllO :誤差補償單元根據(jù)電機的三相電流得出逆變器的電壓誤差，對PWM輸出控制信號S ' ab。進行修正以對逆變器的電壓誤差進行預先補償，得到最終的PWM輸出控制信號Sab。，使得電機的實際端電壓與理論電壓一致。作為本發(fā)明一種交流傳動控制系統(tǒng)的控制方法技術方案的進一步改進，步驟SllO中誤差補償單元根據(jù)電機三相電流，得出逆變器的電壓誤差的過程進一步包括以下步驟誤差補償單元根據(jù)電機的三相電流，通過查表或在線計算的方式得到逆變器總的電壓誤差，然后將此電壓誤差折算成逆變器需要提前或推后開通或關斷的時間，形成新的PWM輸出控制信號Sab。對逆變器的電壓誤差進行補償。本發(fā)明還另外具體提供了一種交流傳動控制系統(tǒng)的逆變器電壓誤差測量方法，一種交流傳動控制系統(tǒng)的逆變器電壓誤差測量方法，包括以下步驟SlO :在交流傳動控制系統(tǒng)離線狀態(tài)下采用電流控制，對電機通以一定的指令電流，同時測量電機的實際反饋電流；Sll :將指令電流和反饋電流的差值進行PI調(diào)節(jié)，得到一個電壓輸出；S12 :步驟Sll中的所述電壓輸出和消耗在電機內(nèi)阻上的電壓之間的差值即為逆變器的電壓誤差；S13 :通過調(diào)節(jié)指令電流的大小，得到每個電流值下對應的逆變器的電壓誤差，并進行數(shù)據(jù)處理形成列表。作為本發(fā)明一種交流傳動控制系統(tǒng)的逆變器電壓誤差測量方法技術方案的進一步改進，逆變器電壓誤差測量方法進一步包括以下步驟S200 :測定電機的等效定子電阻R' s ；S201 :施加流過電機其中兩相的導通電流in，另外一相不通過電流；根據(jù)電流^和實際反饋的電流值進行PI控制調(diào)節(jié)，得到穩(wěn)定狀態(tài)下的逆變器的理論輸出電壓U1,根據(jù)公式6得到逆變器的電壓誤差Merrjm =- - Rs X im、,S202 :調(diào)節(jié)導通電流im，(iffl= I1,imax)，分別得到逆變器的電壓誤差
, ^ieirh ,…，Δ吣,_，然后對電壓誤差進行曲線擬合，得到導通電流和電壓誤差的非線性關系。
作為本發(fā)明一種交流傳動控制系統(tǒng)的逆變器電壓誤差測量方法技術方案的進一步改進，電機的等效定子電阻R丨s為逆變器的開關器件內(nèi)阻Rm、電機的定子電阻Rs、電纜電阻&之和。作為本發(fā)明一種交流傳動控制系統(tǒng)的逆變器電壓誤差測量方法技術方案的進一步改進，電機的等效定子電阻R丨s的測定過程包括以下步驟在電機的其中兩相之間加以一直流電壓，電機的另外一相不通過電流，將逆變器的開關器件等效為內(nèi)阻Rm和誤差電壓Auot，首先使流過的電流值為I1，通過對電流I1和反饋的實際電流的差值進行PI調(diào)節(jié)得到穩(wěn)定狀態(tài)下的逆變器理論輸出電壓U1 ;然后使流過的電流值為i2，通過對電流i2和反饋的實際電流的差值進行PI調(diào)節(jié)得到穩(wěn)定狀態(tài)下的逆
變器理論輸出電壓U2，得到電機的等效定子電阻尺。
丄 k ~h作為本發(fā)明一種交流傳動控制系統(tǒng)的逆變器電壓誤差測量方法技術方案的另一種改進，電機的等效定子電阻R丨s的測定過程包括以下步驟在電機的A，B和C相均通過電流，其中一相的幅值是另外兩相的兩倍，將逆變器的開關器件等效為內(nèi)阻Rm和誤差電壓Auot，首先使流過的電流值為I1，通過對電流I1和反饋的實際電流的差值進行PI調(diào)節(jié)得到穩(wěn)定狀態(tài)下的逆變器理論輸出電壓U1 ;然后使流過的電流值為i2，通過對電流i2和反饋的實際電流的差值進行PI調(diào)節(jié)得到穩(wěn)定狀態(tài)下的逆變
器理論輸出電壓U2，得到電機的等效定子電阻夂=。
J Ιγ —作為本發(fā)明一種交流傳動控制系統(tǒng)的逆變器電壓誤差測量方法技術方案的進一步改進，逆變器電壓誤差測量方法進一步包括以下步驟S300 :在電機的Α，Β相之間通以一定的電流I111，電機的C相斷開，得到公式9 ;對電機的B，C相之間同樣通以電流4，電機的A相斷開，得到公式10 ;對電機的C，A之間通以電流im，電機的B相斷開，得到公式11 ΔU1+ Δu6 = uab-2*R ' s*im = Au ; AB(9)ΔU3+ Δu2 = ubc-2*R ' s*im = Δu ; BC(10)Δu5+ ΔU4 = uca-2*R ; s*im = Au ; CA(11)其中，Au1,Au2, Au3, Au4, Au5, Λ U6 分別為開關器件 V1, V2，V3，V4，V5，V6 的電壓誤差，Uab為A，B相之間的電壓，uBC為B，C相之間的電壓，uCA為A，C相之間的電壓，Au丨AB為A，B相的電壓誤差，Λ %為B，C相的電壓誤差，Λ C，A相的電壓誤差。S301 :根據(jù)逆變器同一相的開關器件的上下兩個橋臂特性一致，誤差一致，即ΔU1 = Δu4, ΔU3 = Δu6，ΔU2 = ΔU5(12)S302 :根據(jù)公式9、10、11、12得到各個電壓誤差；S303 :同樣，通過調(diào)節(jié)導通電流im，如(im = I1, i2，· · ·，imax)，分別得到逆變器每相與之對應的電壓誤差-—，Kh，…，&1,、,_然后對電壓誤差分別進行曲線擬合，得到導通電流和電壓誤差的非線性關系。作為本發(fā)明一種交流傳動控制系統(tǒng)的逆變器電壓誤差測量方法技術方案的進一步改進，電機的等效定子電阻R丨s的測定過程包括以下步驟在電機的A，B相之間通以電流I，電機的C相斷開，得到電機A，B相的等效電阻R ’ sl ;在電機的B，C相之間通以電流I，電機的A相斷開，得到電機B，C相的等效電阻ITs2 ;在電機的C，A相之間通以電流I，電機的B相斷開，得到電機C，A相的等效電阻R ; s3，
則電機的等效定子電阻為
權(quán)利要求
1.一種交流傳動控制系統(tǒng),其特征在于,包括 轉(zhuǎn)矩給定單元(I)，用于設定電機(13 )輸出的目標轉(zhuǎn)矩指令； 磁鏈計算單元(2 )，用于進行磁鏈指令的計算和設定； 指令電流計算單元(3 )，根據(jù)目標轉(zhuǎn)矩指令和磁鏈指令進行d軸指令電流和q軸指令電流<的計算； 轉(zhuǎn)差頻率計算單元(4)，用于根據(jù)目標轉(zhuǎn)矩指令和磁鏈指令計算電機(13)的轉(zhuǎn)差頻率CO ；r ， 定子頻率計算單元(5)，根據(jù)測速單元(14)反饋的速度《和轉(zhuǎn)差頻率計算出電機(13)的定子頻率Ws ； 角度計算單元(6)，對電機(13)的定子頻率進行積分，計算出定子的旋轉(zhuǎn)角度0 ； 反饋電流計算單元(7)，根據(jù)檢測到的電機(13)相電流經(jīng)坐標變化后得到d軸反饋電流Id和q軸反饋電流I,; PI調(diào)節(jié)單元(8), d軸指令電流，q軸指令電流&分別與d軸反饋電流Id, q軸反饋電流I,進行差分處理，然后通過PI調(diào)節(jié)單元(8)進行PI控制，得到d軸電壓指令C/和q軸電壓指令; 電壓坐標變換單元(9)，將d軸電壓指令(和q軸電壓指令變換到靜止坐標系上的a軸電壓指令和P軸電壓指令 PWM調(diào)制單元(10)，進行目標輸出電壓的調(diào)制，根據(jù)a軸電壓指令C和P軸電壓指令$得到PWM輸出控制信號S ' ab。，控制逆變器(12)各相開關器件的通斷； 誤差補償單元(11)，根據(jù)電機(13)的三相電流得出逆變器(12)的電壓誤差，對PWM輸出控制信號S ' ab。進行修正以對逆變器(12)的電壓誤差進行預先補償，得到最終的PWM輸出控制信號Sab。，使得電機(13)的實際端電壓與理論電壓一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種交流傳動控制系統(tǒng)，其特征在于所述磁鏈計算單元(2)根據(jù)電機(13)的輸出頻率進行弱磁控制，計算并輸出設定磁鏈指令，實現(xiàn)電機(13)在基頻以下按恒轉(zhuǎn)矩進行控制，在基頻以上按恒功率進行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種交流傳動控制系統(tǒng)，其特征在于所述誤差補償單元(11)根據(jù)電機(13)的三相電流，通過查表或在線計算的方式得到逆變器(12)的電壓誤差，然后將此電壓誤差折算成逆變器(12)需要提前或推后開通或關斷的時間，形成新的PWM輸出控制信號Sab。對逆變器(12)的電壓誤差進行補償。
4.一種交流傳動控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步驟 .100:轉(zhuǎn)矩給定單元(I)設定電機(13)輸出的目標轉(zhuǎn)矩指令； . 5101:磁鏈計算單元(2)進行磁鏈指令的計算和設定； . 5102:指令電流計算單元(3 )根據(jù)目標轉(zhuǎn)矩指令和磁鏈指令進行d軸指令電流和q軸指令電流<的計算； . 5103:轉(zhuǎn)差頻率計算單元(4)根據(jù)目標轉(zhuǎn)矩指令和磁鏈指令計算電機(13)的轉(zhuǎn)差頻率CO ；r ， . 5104:定子頻率計算單元(5)根據(jù)測速單元(14)反饋的速度Co和轉(zhuǎn)差頻率計算出電機(13)的定子頻率Ws ； s105:角度計算單元(6)對電機(13)的定子頻率進行積分，計算出定子的旋轉(zhuǎn)角度.0 ; s106:反饋電流計算單元(7)根據(jù)檢測到的電機(13)相電流經(jīng)坐標變化后得到d軸反饋電流Id和q軸反饋電流I,; s107d軸指令電流，Q軸指令電流<與d軸反饋電流Id，q軸反饋電流Itl分別進行差分處理后，由PI調(diào)節(jié)單元(8)進行PI控制，得到d軸電壓指令^和q軸電壓指令 s5108:電壓坐標變換單元(9)將d軸電壓指令C/〗和q軸電壓指令C/:變換到靜止坐標系上的a軸電壓指令C/I和P軸電壓指令 s109:PWM調(diào)制單元(10)進行目標輸出電壓的調(diào)制，根據(jù)a軸電壓指令 /和P軸電壓指令％得到PWM輸出控制信號S ' ab。，控制逆變器(12)各相開關器件的通斷； s110:誤差補償單元(11)根據(jù)電機(13)的三相電流得出逆變器(12)的電壓誤差，對PWM輸出控制信號S ' ab。進行修正以對逆變器(12)的電壓誤差進行預先補償，得到最終的PWM輸出控制信號Sab。，使得電機(13)的實際端電壓與理論電壓一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種交流傳動控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述步驟SllO中誤差補償單元(11)根據(jù)電機三相電流，得出逆變器(12)的電壓誤差的過程進一步包括以下步驟 所述誤差補償單元(11)根據(jù)電機(13)的三相電流，通過查表或在線計算的方式得到逆變器(12)總的電壓誤差，然后將此電壓誤差折算成逆變器(12)需要提前或推后開通或關斷的時間，形成新的PWM輸出控制信號Sab。對逆變器(12)的電壓誤差進行補償。
6.一種交流傳動控制系統(tǒng)的逆變器電壓誤差測量方法，其特征在于，所述電壓誤差測量方法包括以下步驟 s10:在交流傳動控制系統(tǒng)離線狀態(tài)下采用電流控制，對電機(13)通以一定的指令電流，同時測量電機(13)的實際反饋電流； s11:將指令電流和反饋電流的差值進行PI調(diào)節(jié)，得到一個電壓輸出； S12:步驟Sll中的所述電壓輸出和消耗在電機(13)內(nèi)阻上的電壓之間的差值即為逆變器(12)的電壓誤差； S13 :通過調(diào)節(jié)指令電流的大小，得到每個電流值下對應的逆變器(12)的電壓誤差，并進行數(shù)據(jù)處理形成列表。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種交流傳動控制系統(tǒng)的逆變器電壓誤差測量方法，其特征在于，所述逆變器電壓誤差測量方法進一步包括以下步驟 s200:測定電機(13)的等效定子電阻IT s ； s201:施加流過電機(13)其中兩相的導通電流im，另外一相不通過電流；根據(jù)電流im和實際反饋的電流值進行PI控制調(diào)節(jié)，得到穩(wěn)定狀態(tài)下的逆變器(12)的理論輸出電壓U1,根據(jù)公式6得到逆變器(12)的電壓誤差 s202:調(diào)節(jié)導通電流im，(iffl=分別得到逆變器(12)的電壓誤差A err,h，^errJ2也 ，…，，然后對電壓誤差進行曲線擬合，得到導通電流和電壓誤差的非線性關系。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種交流傳動控制系統(tǒng)的逆變器電壓誤差測量方法，其特征在于，所述電機(13)的等效定子電阻R ' 3為逆變器(12)的開關器件內(nèi)阻Rm、電機(13)的定子電阻Rs、電纜電阻&之和。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種交流傳動控制系統(tǒng)的逆變器電壓誤差測量方法，其特征在于，所述電機(13)的等效定子電阻R ' s的測定過程包括以下步驟 在電機(13)的其中兩相之間加以一直流電壓，電機(13)的另外一相不通過電流，將逆變器(12)的開關器件等效為內(nèi)阻Rm和誤差電壓Aum，首先使流過的電流值為I1，通過對電流I1和反饋的實際電流的差值進行PI調(diào)節(jié)得到穩(wěn)定狀態(tài)下的逆變器理論輸出電壓U1 ;然后使流過的電流值為i2，通過對電流i2和反饋的實際電流的差值進行PI調(diào)節(jié)得到穩(wěn)定狀 態(tài)下的逆變器理論輸出電壓U2，得到電機(13)的等效定子電阻
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種交流傳動控制系統(tǒng)的逆變器電壓誤差測量方法，其特征在于，所述電機(13)的等效定子電阻R ' s的測定過程包括以下步驟 在電機(13)的A，B和C相均通過電流，其中一相的幅值是另外兩相的兩倍，將逆變器(12)的開關器件等效為內(nèi)阻Rm和誤差電壓Au6 ，首先使流過的電流值為I1，通過對電流^和反饋的實際電流的差值進行PI調(diào)節(jié)得到穩(wěn)定狀態(tài)下的逆變器理論輸出電壓U1 ;然后使流過的電流值為i2，通過對電流i2和反饋的實際電流的差值進行PI調(diào)節(jié)得到穩(wěn)定狀態(tài)下的逆變器理論輸出電壓U2，得到電機(13)的等效定子電阻
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種交流傳動控制系統(tǒng)的逆變器電壓誤差測量方法，其特征在于，所述逆變器電壓誤差測量方法進一步包括以下步驟 5300:在電機(13)的A，B相之間通以一定的電流4，電機(13)的C相斷開，得到公式9 ;對電機(13)的B，C相之間同樣通以電流4，電機(13)的A相斷開，得到公式10 ;對電機(13)的C，A之間通以電流4，電機(13)的B相斷開，得到公式11 AU1+Au6 = uAB_2*R ' s*im = Au ;(9) Au3+Au2 = uBC_2*R ' s*im = Au ; BC(10) Au5+Au4 = uCA_2*R ' s*im = Au ; CA(11) 其中，Au1, Au2, Au3, Au4, Au5, A u6分別為開關器件V1, V2，V3，V4，V5，V6的電壓誤差，Uab為A，B相之間的電壓，uBC為B，C相之間的電壓，uCA為A，C相之間的電壓，Au ; AB為A，B相的電壓誤差，Au' B，C相的電壓誤差，Au ' C，A相的電壓誤差； 5301:根據(jù)逆變器(12)同一相的開關器件的上下兩個橋臂特性一致，誤差一致，即 AU1 = Au4, Au3 = Au6, Au2 = AU5(12) 5302:根據(jù)公式9、10、11、12得到各個電壓誤差； 5303:同樣，通過調(diào)節(jié)導通電流im，如(im = I1, i2，. . .，i_)，分別得到逆變器(12)的每相與之對應的電壓誤差，^err>…，■然后對電壓誤差分別進行曲線擬合，得到導通電流和電壓誤差的非線性關系。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種交流傳動控制系統(tǒng)的逆變器電壓誤差測量方法，其特征在于，所述電機(13)的等效定子電阻R ' s的測定過程包括以下步驟 在電機(13)的A，B相之間通以電流I，電機(13)的C相斷開，得到電機A，B相的等效電阻R ; sl ;在電機(13)的B，C相之間通以電流I，電機(13)的A相斷開，得到電機B，C相的等效電阻R丨s2 ;在電機(13)的C，A相之間通以電流I，電機(13)的B相斷開，得到電機 C，A相的等效電阻R 1 s3，則電機(13)的等效定子電阻為允
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種交流傳動控制系統(tǒng)的逆變器電壓誤差測量方法，其特征在于，所述電機(13)的等效定子電阻R ' s的測定過程包括以下步驟 在電機(13)的A，B相之間分別通以電流I和-I，電機(13)的C相斷開，分別得到電機A，B相的等效電阻R ' sl，R ’ s4 ;在電機(13)的B，C相之間分別通以電流I和-I，電機(13)的A相斷開，分別得到電機B，C相的等效電阻得到R' s2，R' 35;在電機(13)的(，八相之間分別通以電流I和-I，電機(13)的B相斷開，分別得到電機C，A相的等效電阻R丨33和1^ s6，則電機(13)的等效定子電阻為
14.根據(jù)權(quán)利要求8或11所述的一種交流傳動控制系統(tǒng)的逆變器電壓誤差測量方法，其特征在于，所述逆變器(12)因關斷延時導致的電壓誤差為逆變器(12)的總誤差電壓減去因開關器件死區(qū)時間和開通延時導致的電壓誤差。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種交流傳動控制系統(tǒng)和方法及其逆變器電壓誤差測量方法，轉(zhuǎn)矩給定單元設定電機輸出的目標轉(zhuǎn)矩指令，磁鏈計算單元進行磁鏈指令的計算和設定，誤差補償單元根據(jù)電機三相電流得出逆變器電壓誤差，對PWM輸出控制信號進行修正以對逆變器的電壓誤差進行預先補償，得到最終的PWM輸出控制信號，使得電機的實際端電壓與理論電壓一致。誤差補償單元根據(jù)電機的三相電流，通過查表或在線計算的方式得到逆變器總的電壓誤差，然后將此電壓誤差折算成逆變器提前或推后開通或關斷的時間，形成新的PWM輸出控制信號對逆變器電壓誤差進行補償。本發(fā)明能夠極大地提高系統(tǒng)控制性能，尤其在低速或小調(diào)制比下，能夠減小逆變器電壓誤差造成的影響。
文檔編號H02P21/00GK102811013SQ20121026840
公開日2012年12月5日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者劉可安, 尚敬, 馮江華, 倪大成, 劉勇, 梅文慶, 張玉婷 申請人:株洲南車時代電氣股份有限公司