用于電機控制系統的電流調節器及電機控制系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于電機控制系統的電流調節器，其包括：d軸PI調節器，其根據獲得q軸PI調節器，其根據獲得d軸抗飽和補償裝置，其根據獲得q軸抗飽和補償裝置，其根據獲得d軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置，其根據和ωr獲得q軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置，其根據和ωr獲得其中，和進行疊加以及和進行疊加以通過電流調節器分別輸出當前控制周期的d軸電壓參考信號和q軸電壓參考信號該電流調節器不但具有抗飽和的特性，而且具有電機參數魯棒性，從而可避免電機參數變化而造成的解耦失效問題。本發明還公開了一種電機控制系統。
【專利說明】用于電機控制系統的電流調節器及電機控制系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及電機【技術領域】，特別涉及一種用于電機控制系統的電流調節器以及一種具有該電流調節器的電機控制系統。
【背景技術】
[0002]典型的電機控制系統里往往需要電流調節器來控制流過電機定子繞組的電流大小，從而達到控制電機的轉矩的目的。電流調節器一般位于整個控制系統的內環即電流環，需要滿足響應速度快、超調小等要求，一般其帶寬至少為外環控制器的5倍以上。
[0003]工業系統中，應用最為廣泛的電流調節器一般為PI (Proport1nal Integral, t匕例積分)調節器，即電流給定值與反饋值的差值通過比例放大及積分之和作為輸出。PI調節器基本能滿足電流調節器對響應速度及控制誤差的要求，但在直流母線電壓固定的情況下，電機控制系統中的逆變器輸出電壓受限制。隨著頻率升高，逆變器輸出電壓不能滿足電機端電壓需求，PI調節器反饋值無法跟蹤輸入值，其積分器輸出一直處于累加狀態，這時電流調節器輸出電壓指令超過逆變器實際可輸出最大電壓值，處于飽和狀態；而當頻率降低時，由于積分器的數值很大，需要較長時間才能使得電流調節器輸出電壓調節至可調區域，從而極大地影響了電流調節的響應速度，造成電機運行不穩定。
【發明內容】
[0004]本申請是基于發明人對以下問題和事實的認識發現作出的:
[0005]相關技術中，是通過采取抗飽和控制器來解決電流調節器飽和問題的。幾種常見的抗飽和控制器為條件積分(Condit1nal Integrator)控制器、限制積分(LimitedIntegrator)控制器以及跟蹤抗飽和(Tracking ant1-windup)控制器。
[0006]發明人在研究和實驗時發現，采用以上幾種抗飽和控制器雖然能一定程度上解決電流調節器的飽和問題，但在電機參數不準，尤其是電機dq軸電感參數發生變化時，電流調節器輸出電壓無法準確補償交叉耦合項，從而造成矢量控制解耦失效，影響電機的動靜態性能，使得電機不能穩定運行，可靠性降低。
[0007]為此，本發明的一個目的在于提出一種用于電機控制系統的電流調節器，該電流調節器不但具有抗飽和的特性，而且具有電機參數魯棒性，從而可避免電機參數變化而造成的解耦失效問題。
[0008]本發明的另一個目的在于提出一種電機控制系統。
[0009]為達到上述目的，本發明一方面實施例提出的一種用于電機控制系統的電流調節器，包括:d軸PI調節器，所述d軸PI調節器根據d軸電流誤差信號Δ?,獲得d軸初始參考電壓指令信號d ; q軸PI調節器，所述q軸PI調節器根據q軸電流誤差信號^qs獲得q軸初始參考電壓指令信號; d軸抗飽和補償裝置，所述d軸抗飽和補償裝置根據d軸電壓誤差信號AFJs獲得d軸抗飽和補償電壓信號； q軸抗飽和補償裝置，所述q軸抗飽和補償裝置根據q軸電壓誤差信號ΔΡ；獲得q軸抗飽和補償電壓信號V；:—aw ; d軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置，所述d軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置根據所述q軸電流誤差信號、所述q軸電壓誤差信號Δ--和電機的反饋轉速獲得d軸交叉耦合項補償電壓; q軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置，所述q軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置根據所述d軸電流誤差信號Δ&、所述d軸電壓誤差信號和所述電機的反饋轉速獲得q軸交叉耦合項補償電壓;其中，所述d軸初始參考電壓指令信號
V；*、所述d軸交叉耦合項補償電壓V:)和所述d軸抗飽和補償電壓信號進行疊加以及所述q軸初始參考電壓指令信號V:、所述q軸交叉耦合項補償電壓V::—dc和所述q軸抗飽和補償電壓信號進行疊加以通過所述電流調節器分別輸出當前控制周期的d軸電壓參考信號?,和q軸電壓參考信號^^。
[0010]根據本發明實施例的用于電機控制系統的電流調節器，通過dq軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置以及dq軸抗飽和補償裝置使得電流調節器具有對電機參數變化的魯棒性及抗飽和性能，其中，dq軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置取代dq軸電流相關項的直接補償，從而消除對電機互感參數的依賴，而dq軸抗飽和補償裝置在電機控制系統的逆變器輸出電壓限幅時起到抗飽和作用，避免PI調節器進入飽和狀態而限制電機的動態控制性能。因此，本發明實施例的用于電機控制系統的電流調節器不僅具有抗飽和的特性，避免電機高速運轉時由于逆變器輸出電壓限幅而達到積分飽和的狀況，還具有對電機參數的魯棒性，避免由于電機參數不準造成交叉解耦項補償錯誤而引起的解耦失效問題，保證電機穩定運行，有效地提高電機控制系統的可靠性和穩定性。
[0011]根據本發明的一個實施例，當所述電流調節器輸出的電壓飽和時，所述d軸抗飽和補償電壓信號匕；Γ—與所述d軸PI調節器的積分項在飽和后的增加量相互抵消，所述q
軸抗飽和補償電壓信號_與所述q軸PI調節器的積分項在飽和后的增加量相互抵消；
當所述電流調節器輸出的電壓未飽和時，所述d軸抗飽和補償電壓信號匕;；%w和所述q軸抗飽和補償電壓信號為零。
[0012]根據本發明的一個實施例，所述d軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置和所述q軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置均包括積分調節器。
[0013]根據本發明的一個實施例，所述d軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置根據以下公式計算所述d軸交叉耦合項補償電壓Vfs:
[0014]v:—dc = J (Ar: — MrqsKbd)mrdt
[0015]其中，Kbd = mKpd，m為0?l，Kpd為所述電機的d軸電感Ld與電流環帶寬ω。。的乘積。
[0016]根據本發明的一個實施例，所述q軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置根據以下公式計算所述q軸交叉耦合項補償電壓C:
_7] V::—dc =K ο -|(ΔV；js — MrdsKhq)mrdt
[0018]其中，Kbq = mKM，m為0?1，KM為所述電機的q軸電感Lq與所述電流環帶寬ω。。的乘積，Ke為所述電機的反電勢系數。
[0019]根據本發明的一個實施例，所述電機控制系統的速度調節器根據轉速指令信號ω和所述電機的反饋轉速計算得到d軸電流指令信號￠和q軸電流指令信號 <，所述電流調節器還包括:誤差電流計算模塊，所述誤差電流計算模塊根據所述d軸電流指令信號C和所述電機的d軸反饋電流?計算得到所述d軸電流誤差信號Δ&，并根據所述q
軸電流指令信號ζ和所述電機的q軸反饋電流1:計算得到所述q軸電流誤差信號。
[0020]根據本發明的一個實施例，還包括:誤差電壓計算模塊，所述誤差電壓計算模塊根據所述電機控制系統的逆變器在上一控制周期實際輸出的d軸電壓和所述上一控制周期的d軸電壓參考信號U計算得到所述當前控制周期的d軸電壓誤差信號AFji，并根據所述逆變器在上一控制周期實際輸出的q軸電壓和所述上一控制周期的q軸電壓參考信號計算得到所述當前控制周期的q軸電壓誤差信號APi。
[0021]根據本發明的一個實施例，所述d軸抗飽和補償裝置根據以下公式計算所述d軸抗飽和補償電壓信號
[0022]VHnv = -KadKiIAV^dt
[0023]其中，Kad = Kpd, Kpd為所述電機的d軸電感Ld與電流環帶寬ω。。的乘積，Ki為所述電機的定子電阻Rs與所述電流環帶寬ω。。的乘積。
[0024]根據本發明的一個實施例，所述q軸抗飽和補償裝置根據以下公式計算所述q軸抗飽和補償電壓信號w:
[0025]η: iw=-KiqKiIAV^dt
[0026]其中，Kaq = Kpq, Kpq為所述電機的q軸電感Lq與所述電流環帶寬ω。。的乘積。
[0027]此外，本發明另一方面實施例還提出了一種電機控制系統，其包括上述的用于電機控制系統的電流調節器。
[0028]根據本發明實施例的電機控制系統，不僅具有抗飽和的特性，避免電機高速運轉時由于逆變器輸出電壓限幅而達到積分飽和的狀況，還具有對電機參數的魯棒性，避免由于電機參數不準造成交叉解耦項補償錯誤而引起的解耦失效問題，保證電機穩定運行，大大提高了可靠性和穩定性。
[0029]本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]本發明上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0031]圖1為根據本發明實施例的用于電機控制系統的電流調節器的方框示意圖；
[0032]圖2為根據本發明一個實施例的d軸PI調節器、q軸PI調節器的內部框圖；
[0033]圖3為根據本發明一個實施例的d軸抗飽和補償裝置和q軸抗飽和補償裝置的內部框圖；
[0034]圖4為根據本發明一個實施例的d軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置301和q軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置302的內部框圖；
[0035]圖5為根據本發明一個實施例的電機控制系統的方框示意圖；
[0036]圖6(a)為使用普通抗飽和電流調節器的永磁同步電機控制系統dq坐標系下的d軸電流和q軸電流曲線示意圖；
[0037]圖6(b)為使用普通抗飽和電流調節器的永磁同步電機控制系統A相電流曲線示意圖；
[0038]圖7(a)為使用本發明實施例的電流調節器的永磁同步電機控制系統dq坐標系下的d軸電流和q軸電流曲線示意圖；和
[0039]圖7(b)為使用本發明實施例的電流調節器的永磁同步電機控制系統A相電流曲線示意圖。
【具體實施方式】
[0040]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。
[0041]下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現本發明的不同結構。為了簡化本發明的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。當然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本發明。此外，本發明可以在不同例子中重復參考數字和/或字母。這種重復是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設置之間的關系。此夕卜，本發明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領域普通技術人員可以意識到其他工藝的可應用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的結構可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之間的實施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。
[0042]在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語的具體含義。
[0043]下面參照附圖來描述根據本發明實施例的用于電機控制系統的電流調節器以及具有該電流調節器的電機控制系統。
[0044]圖1為根據本發明實施例的用于電機控制系統的電流調節器的方框示意圖。如圖1所示，該用于電機控制系統的電流調節器包括:d軸PI調節器101、q軸PI調節器102、d軸抗飽和補償裝置201、q軸抗飽和補償裝置202、d軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置301和q軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置302。
[0045]d軸PI調節器101根據d軸電流誤差信號獲得d軸初始參考電壓指令信號
Vti q軸PI調節器102根據q軸電流誤差信號Δζ獲得q軸初始參考電壓指令信號V-。根據本發明的一個實施例，d軸PI調節器、q軸PI調節器的內部框圖如圖2所示，d軸電流誤差信號Δ&和q軸電流誤差信號，分別通過比例環節與積分環節最終得到d軸初始參考電壓指令信號和q軸初始參考電壓指令信號匕I其中，Kpd為所述電機的d軸電感
Ld與電流環帶寬ω。。的乘積，KM為所述電機的q軸電感Lq與所述電流環帶寬ω。。的乘積，積分系數Ki為所述電機的定子電阻Rs與所述電流環帶寬ω。。的乘積。
[0046]如圖1所示，d軸抗飽和補償裝置201根據d軸電壓誤差信號獲得d軸抗飽和補償電壓信號M.，q軸抗飽和補償裝置202根據q軸電壓誤差信號ΔΚ;獲得q軸抗飽和補償電壓信號K；:—aw。其中，d軸抗飽和補償裝置201和q軸抗飽和補償裝置202均可以是積分調節器，如圖3所示，d軸電壓誤差信號、q軸電壓誤差信號分別通過積分調節器得到d軸抗飽和補償電壓信號^"1—_和q軸抗飽和補償電壓信號Kis—mv，系數Kad —般為Kpd,
Kaq 一般為 κΜ。
[0047]根據本發明的一個實施例，d軸抗飽和補償裝置201根據以下公式計算所述d軸抗飽和補償電壓信號
[0048]Kiaw=-KadK^AVWt(I)
[0049]其中，Kad = Kpd, Kpd為所述電機的d軸電感Ld與電流環帶寬ω。。的乘積，Ki為所述電機的定子電阻Rs與所述電流環帶寬ω。。的乘積。
[0050]并且，q軸抗飽和補償裝置202根據以下公式計算所述q軸抗飽和補償電壓信號Vr*.qs _ aw.
[0051]r；s_m=-KaqK]hrqsdt'2)
[0052]其中，Kaq = Kpq, Kpq為所述電機的q軸電感Lq與所述電流環帶寬ω。。的乘積。
[0053]在本發明的實施例中，如圖1所示，d軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置301根據所述q軸電流誤差信號Δζ、所述q軸電壓誤差信號Δ--和電機的反饋轉速獲得d軸交叉耦合項補償電壓K；T j，q軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置302根據所述d軸電流誤差信號所述d軸電壓誤差信號ΔΡ,和所述電機的反饋轉速獲得q軸交叉耦合項補償電壓V:—dc。其中，所述d軸初始參考電壓指令信號F二、所述d軸交叉耦合項補償電圧Kl—A和所述d軸抗飽和補償電壓信號進行疊加以及所述q軸初始參考電壓指令信號& ^所述q軸交叉耦合項補償電壓V:」k和所述q軸抗飽和補償電壓信號K；:，'進行疊加以通過所述電流調節器分別輸出當前控制周期的d軸電壓參考信號Frf-和q軸電壓參考信號G:。
[0054]根據本發明的一個實施例，d軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置301和q軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置302的內部框圖如圖4所示。其中，d軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置301和q軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置302均可以包括積分調節器。因此，在本發明的實施例中，dq軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置利用積分調節器取代dq軸電流相關項的直接補償，從而消除對電機互感參數的依賴。
[0055]其中，d軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置301根據以下公式計算所述d軸交叉耦合項補償電壓匕
[0056]
(3)
[0057]其中，Kbd = mKpd，m為O?l，Kpd為所述電機的d軸電感Ld與電流環帶寬ω。。的乘積。
[0058]q軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置根據以下公式計算所述q軸交叉耦合項補償電壓P
[0059]V；: ,, = KeWr - J(ΔK；； - Δ/:,Khq )ω,.--(4)
[0060]其中，Kbq = mKM，m為O?1，KM為所述電機的q軸電感Lq與所述電流環帶寬ω。。的乘積，Ke為所述電機的反電勢系數。
[0061]可以理解的是，系數Kbd、Kbq可以根據整個系統的穩定情況進行調節。
[0062]在本發明的實施例中，當所述電流調節器輸出的電壓飽和時，所述d軸抗飽和補償電壓信號mt.與所述d軸PI調節器的積分項在飽和后的增加量相互抵消，所述q軸抗飽和補償電壓信號[w與所述q軸PI調節器的積分項在飽和后的增加量相互抵消，以避免電流調節器飽和；當所述電流調節器輸出的電壓未飽和時，所述d軸抗飽和補償電壓信號和所述Q軸抗飽和補償電壓信號(,ν為零。并且，本發明實施例的電流調節器通過采用q軸誤差電壓與電機的反饋轉速&的乘積的積分項作為
d軸交叉耦合項補償電壓避免使用d軸電感參數Ld，以及通過采用d軸誤差電壓
aK — AicisKbq與電機的反饋轉速ω r的乘積的積分項，再加上反電勢系數Ke與電機的反饋轉速ω r的乘積作為q軸交叉耦合項補償電壓V:—dc，避免使用q軸電感參數L,，從而本發明實施例的電流調節器具有參數魯棒的特性。
[0063]在本發明的實施例中，如圖5所示，電機控制系統的速度調節器根據轉速指令信號和所述電機的反饋轉速計算得到d軸電流指令信號^和q軸電流指令信號ζ。如圖1所示，上述的電流調節器還包括誤差電流計算模塊401。在每個控制周期誤差電流計算模塊401根據所述d軸電流指令信號1:和所述電機的d軸反饋電流匕計算得到所述
d軸電流誤差信號，并根據所述q軸電流指令信號G和所述電機的q軸反饋電流^計算得到所述q軸電流誤差信號Δζ。
[0064]并且，上述的電流調節器還包括誤差電壓計算模塊402，誤差電壓計算模塊402根據所述電機控制系統的逆變器在上一控制周期實際輸出的d軸電壓和上一控制周期的
d軸電壓參考信號F:計算得到當前控制周期的d軸電壓誤差信號AV^，并根據逆變器在上一控制周期實際輸出的q軸電圧I和上一控制周期的q軸電壓參考信號&汁算得到所述當前控制周期的q軸電壓誤差信號從:。
[0065]其中，d軸電流誤差信號Δ?通過d軸PI調節器101可計算出d軸原始參考電壓指令q軸電流誤差信號Δ?通過q軸PI調節器102可計算出q軸原始參考電壓指令νζχ。d軸電壓誤差信號通過d軸抗飽和補償裝置201可計算得到d軸抗飽和補償電壓信號(仰.，Q軸電壓誤差信號AV:S通過q軸抗飽和補償裝置202可計算得到q軸抗飽和補償電壓信號K!:，'。d軸電流誤差信號Mrds和d軸電壓誤差信號通過q軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置302可得到q軸交叉耦合項補償電壓，Q軸電流誤差信號Δζ和q軸電壓誤差信號通過d軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置301可得到d軸交叉耦合項補償電壓&，其與交叉電流相關的部分被積分調節器取代，從而避免直接使用有誤差的電感值使得解耦失效。最后，在基礎上疊加電壓補償項KCnr和可得到最終d軸輸出參考電壓信號Jzjs，在!^二基礎上疊加電壓補償項_和&可得到最終q軸輸出參考電壓信號V:。
[0066]在本發明的實施例中，如圖5所示，通過電壓采樣可得到直流母線電壓大小Vd。，通過電流采樣可得到電機三相電流ias、ibs與i。,，通過速度/位置觀測器可得到電機的反饋轉速和轉子位置Θ rD采樣電流ias、ibs與U通過Clarke坐標變換得到靜止坐標系電流
f與再通過Park坐標變換得到dq坐標系d軸反饋電流ι與q軸反饋電流t其中，
SCC?UAο
速度調節器利用轉速指令信號與反饋轉速可計算得到d軸電流指令信號C與q軸電流指令信號ζ q本發明實施例的電流調節器利用d軸電流指令信號1:與q軸電流指令信號‘ d軸反饋電流與q軸反饋電流^電機的反饋轉速ωρ以及逆變器上一控制周期實際輸出的d軸電壓P,與q軸電壓來計算當前控制周期的d軸電壓參考信號與q軸電壓參考信號P V::與FiT通過Park坐標逆變換得到靜止坐標系參考電壓信號
ο ds±s Ge
與SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulat1n，空間矢量脈寬調制)模塊對靜止
O
坐標系參考電壓信號7?與^^進行調整，得到當前控制周期實際輸出電壓信號^^與^%以及驅動逆變器六個開關器件的驅動信號(即PWM波)。
[0067]根據本發明的一個示例，使用普通抗飽和電流調節器的永磁同步電機控制系統在電機互感Lq參數為實際值2倍時，且在負載較大的情況下(大扭矩)，電機dq坐標系下的d軸電流和q軸電流曲線如圖6(a)所示，A相電流曲線如圖6 (b)所示。可見在電機參數不準且電機負載較大時，采用普通的抗飽和電流調節器會發生電流幅值波動的狀況，這是由于調節器對參數敏感的原因。而使用本發明實施例的電流調節器的永磁同步電機控制系統，在電機互感Lq參數為實際值2倍時，且與上述工況相同的情況，電機dq坐標系下的d軸電流和q軸電流曲線如圖7(a)所示，A相電流曲線如圖7(b)所示。可見采用本發明實施例的電流調節器，電機電流穩定，幅值基本不發生波動，因此本發明實施例的電流調節器具有參數魯棒的特性。
[0068]根據本發明實施例的用于電機控制系統的電流調節器，通過dq軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置以及dq軸抗飽和補償裝置使得電流調節器具有對電機參數變化的魯棒性及抗飽和性能，其中，dq軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置取代dq軸電流相關項的直接補償，從而消除對電機互感參數的依賴，而dq軸抗飽和補償裝置在電機控制系統的逆變器輸出電壓限幅時起到抗飽和作用，避免PI調節器進入飽和狀態而限制電機的動態控制性能。因此，本發明實施例的用于電機控制系統的電流調節器不僅具有抗飽和的特性，避免電機高速運轉時由于逆變器輸出電壓限幅而達到積分飽和的狀況，還具有對電機參數的魯棒性，避免由于電機參數不準造成交叉解耦項補償錯誤而引起的解耦失效問題，保證電機穩定運行，有效地提高電機控制系統的可靠性和穩定性。
[0069]此外，本發明的實施例還提出了一種電機控制系統，其包括上述的用于電機控制系統的電流調節器。
[0070]根據本發明實施例的電機控制系統，不僅具有抗飽和的特性，避免電機高速運轉時由于逆變器輸出電壓限幅而達到積分飽和的狀況，還具有對電機參數的魯棒性，避免由于電機參數不準造成交叉解耦項補償錯誤而引起的解耦失效問題，保證電機穩定運行，大大提高了可靠性和穩定性。
[0071]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0072]盡管已經示出和描述了本發明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由所附權利要求及其等同限定。
【權利要求】
1.一種用于電機控制系統的電流調節器，其特征在于，包括: d軸PI調節器，所述d軸PI調節器根據d軸電流誤差信號Δ&獲得d軸初始參考電壓指令信號 q軸PI調節器，所述q軸PI調節器根據q軸電流誤差信號獲得q軸初始參考電壓指令信號; d軸抗飽和補償裝置，所述d軸抗飽和補償裝置根據d軸電壓誤差信號AV:獲得d軸抗飽和補償電壓信號 q軸抗飽和補償裝置，所述q軸抗飽和補償裝置根據q軸電壓誤差信號從:獲得q軸抗飽和補償電壓信號 d軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置，所述d軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置根據所述q軸電流誤差信號Δζ、所述q軸電壓誤差信號Δ匕和電機的反饋轉速COr獲得d軸交叉耦合項補償電壓; q軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置，所述q軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置根據所述d軸電流誤差信號Δ&、所述d軸電壓誤差信號ΔΓ,；；和所述電機的反饋轉速獲得q軸交叉耦合項補償電壓; 其中，所述d軸初始參考電壓指令信號V=、所述d軸交叉耦合項補償電壓V:—dc和所述d軸抗飽和補償電壓信號進行疊加以及所述q軸初始參考電壓指令信號V:、所述q軸交叉耦合項補償電壓V:—dc和所述q軸抗飽和補償電壓信號Fj jw進行疊加以通過所述電流調節器分別輸出當前控制周期的d軸電壓參考信號Vck和q軸電壓參考信號V;:。
2.如權利要求1所述的用于電機控制系統的電流調節器，其特征在于， 當所述電流調節器輸出的電壓飽和時，所述d軸抗飽和補償電壓信號與所述d軸PI調節器的積分項在飽和后的增加量相互抵消，所述q軸抗飽和補償電壓信號C:，與所述q軸PI調節器的積分項在飽和后的增加量相互抵消； 當所述電流調節器輸出的電壓未飽和時，所述d軸抗飽和補償電壓信號v:—aw和所述q軸抗飽和補償電壓信號K；:.為零。
3.如權利要求1所述的用于電機控制系統的電流調節器，其特征在于，所述d軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置和所述q軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置均包括積分調節器。
4.如權利要求1所述的用于電機控制系統的電流調節器，其特征在于，所述d軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置根據以下公式計算所述d軸交叉耦合項補償電壓: V:—dc 二^V;-KKbiMdt 其中，Kbd = mKpd,m為O?I, Kpd為所述電機的d軸電感Ld與電流環帶寬ω。。的乘積。
5.如權利要求4所述的用于電機控制系統的電流調節器，其特征在于，所述q軸抗參數變化的交叉耦合項補償裝置根據以下公式計算所述q軸交叉耦合項補償電壓: V' dc=K^.-j(AV:-Ai；hKh^rdt 其中，KbtJ = mKM,m為O?I,Kpq為所述電機的q軸電感Lq與所述電流環帶寬ω。。的乘積，Ke為所述電機的反電勢系數。
6.如權利要求1所述的用于電機控制系統的電流調節器，其特征在于，所述電機控制系統的速度調節器根據轉速指令信號和所述電機的反饋轉速計算得到d軸電流指令信號^和q軸電流指令信號^所述電流調節器還包括:誤差電流計算模塊，所述誤差電流計算模塊根據所述d軸電流指令信號1:和所述電機的d軸反饋電流Vds計算得到所述d軸電流誤差信號Δ&，并根據所述q軸電流指令信號It和所述電機的q軸反饋電流匕計算得到所述q軸電流誤差信號Δζ。
7.如權利要求1所述的用于電機控制系統的電流調節器，其特征在于，還包括: 誤差電壓計算模塊，所述誤差電壓計算模塊根據所述電機控制系統的逆變器在上一控制周期實際輸出的d軸電圧匕和所述上一控制周期的d軸電壓參考信號Fj；計算得到所述當前控制周期的d軸電壓誤差信號Δ^；，并根據所述逆變器在上一控制周期實際輸出的q軸電壓和所述上一控制周期的q軸電壓參考信號^計算得到所述當前控制周期的q軸電壓誤差信號AKi;。
8.如權利要求1所述的用于電機控制系統的電流調節器，其特征在于，所述d軸抗飽和補償裝置根據以下公式計算所述d軸抗飽和補償電壓信號V, aw: V: =-K tK {AV1 dt ds _ awad i J ds 其中，Kad = Kpd, Kpd為所述電機的d軸電感Ld與電流環帶寬ω。。的乘積，Ki為所述電機的定子電阻Rs與所述電流環帶寬ω。。的乘積。
9.如權利要求8所述的用于電機控制系統的電流調節器，其特征在于，所述q軸抗飽和補償裝置根據以下公式計算所述q軸抗飽和補償電壓信號 V:_aw=-KaqK]^qsdt 其中，Kaq = Kpq, Kpq為所述電機的q軸電感Lq與所述電流環帶寬ω。。的乘積。
10.一種電機控制系統，其特征在于，包括如權利要求1-9中任一項所述的用于電機控制系統的電流調節器。
【文檔編號】H02P21/14GK104135206SQ201410335840
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月15日 優先權日:2014年7月15日
【發明者】盛爽 申請人:邯鄲美的制冷設備有限公司, 美的集團武漢制冷設備有限公司