專利名稱：電壓矢量選擇方法及依該方法建立的多電機(jī)同步控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于交流調(diào)速技術(shù)領(lǐng)域，具體指一種實現(xiàn)多電機(jī)同步控制的新型電壓矢量 選擇方法，以及依據(jù)該方法所設(shè)計的多電機(jī)同步控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
單臺電機(jī)驅(qū)動在某些場合已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。在造紙、印染、紡織、 數(shù)控機(jī)床等高精度、高轉(zhuǎn)速傳動系統(tǒng)中多電機(jī)同步控制得到廣泛的應(yīng)用。在許多現(xiàn)代制造 業(yè)中，大型高精度、高轉(zhuǎn)速傳動系統(tǒng)的多電機(jī)同步控制是最為核心的問題之一，它的控制性 能直接決定了整個加工設(shè)備乃至整體自動化生產(chǎn)線的生產(chǎn)水平。多電機(jī)同步控制技術(shù)在工 業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)成為自動化生產(chǎn)的一種發(fā)展趨勢。直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)以其結(jié)構(gòu)簡單、動態(tài)特性好、魯棒性好和易于實現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)備受 關(guān)注。但是傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)是根據(jù)估算的定子磁鏈誤差、電磁轉(zhuǎn)矩誤差以及磁鏈 所在的扇區(qū)選擇合適的電壓矢量實現(xiàn)單臺電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制。傳統(tǒng)的多電機(jī)同步控制系統(tǒng)中，一臺電機(jī)和一套驅(qū)動器配一臺控制器形成整體模 塊，通過各種反饋信號進(jìn)行耦合控制。由于控制過程中存在多個反饋控制環(huán)節(jié)，大大的影響 了多電機(jī)系統(tǒng)的同步控制性能和快速響應(yīng)性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開一種電壓矢量選擇方法及依該方法建立的多電機(jī)同步控制系統(tǒng)，可以 很好地解決多電機(jī)系統(tǒng)的同步控制性能和快速響應(yīng)控制性能的問題。采用一個控制器實現(xiàn) 基于直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的多電機(jī)同步控制。本發(fā)明的技術(shù)方案為
電壓矢量選擇方法，其特征在于所述方法包括以下步驟 檢測多電機(jī)運(yùn)行的同步誤差； 檢測定子磁鏈誤差； 檢測電磁轉(zhuǎn)矩誤差； 檢測磁鏈所在扇區(qū)；
根據(jù)上述檢測結(jié)果設(shè)計新型電壓矢量開關(guān)表；
在電機(jī)控制過程中從前述新型電壓矢量開關(guān)表中選擇合適的空間電壓矢量，實現(xiàn)基于 直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的多電機(jī)同步控制。依電壓矢量選擇方法所建立的多電機(jī)同步控制系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括 一個基于新型電壓矢量開關(guān)表的多電機(jī)同步控制器信號輸出端連接逆變器信號輸入端，逆 變器信號輸出端分別連接電機(jī)信號輸入端和磁鏈轉(zhuǎn)矩估算模塊的信號輸入端，電機(jī)信號輸 出端分別連接磁鏈轉(zhuǎn)矩估算模塊信號輸入端和基于新型電壓矢量開關(guān)表的多電機(jī)同步控 制器的信號輸入端，磁鏈轉(zhuǎn)矩估算模塊的信號輸出端連接基于新型電壓矢量開關(guān)表的多電 機(jī)同步控制器信號輸入端；基于新型電壓矢量開關(guān)表的多電機(jī)同步控制器由同步誤差比較模塊、磁鏈比較模塊、 轉(zhuǎn)矩比較模塊和開關(guān)電壓矢量模塊組成，其中同步誤差比較模塊、磁鏈比較模塊、轉(zhuǎn)矩比較 模塊的信號輸出端分別連接開關(guān)電壓矢量模塊的信號輸入端。磁鏈比較模塊、轉(zhuǎn)矩比較模塊和開關(guān)電壓矢量模塊的數(shù)量與電機(jī)數(shù)量相對應(yīng)，同 步誤差比較模塊數(shù)量為電機(jī)數(shù)量減一。逆變器數(shù)量與電機(jī)數(shù)量相對應(yīng)。結(jié)合多電機(jī)同步控制系統(tǒng)的要求以及直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)，本發(fā)明在采用了直接轉(zhuǎn) 矩控制技術(shù)的多電機(jī)同步控制系統(tǒng)中，改變了傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)中的電壓開關(guān)矢量 表的產(chǎn)生方法，設(shè)計了適合多電機(jī)同步控制系統(tǒng)的新型電壓矢量開關(guān)表。很好地解決了多 電機(jī)系統(tǒng)的同步控制性能和快速響應(yīng)控制性能的問題。同時改變了傳統(tǒng)的多電機(jī)同步控制 模塊構(gòu)成方式，采用一個控制器實現(xiàn)基于直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的多電機(jī)同步控制。本發(fā)明在采用多電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，根據(jù)檢測的多電機(jī)運(yùn)行的同步誤差、 定子磁鏈誤差、電磁轉(zhuǎn)矩誤差和磁鏈所在扇區(qū)重新設(shè)計電壓矢量開關(guān)表，進(jìn)而在控制過程 中通過選擇合適的空間電壓矢量來保證多電機(jī)系統(tǒng)同步快速響應(yīng)運(yùn)行。即在考慮同步誤差 后構(gòu)建新的適合于多電機(jī)同步控制的新型電壓矢量開關(guān)表。在整個控制環(huán)節(jié)中，同步誤差 直接參與空間矢量電壓的選擇，沒有經(jīng)過其他的控制環(huán)節(jié)，因此反饋過程更快?？刂破鞯耐?步調(diào)整過程更短，進(jìn)而同步控制性能更好。


圖1為多電機(jī)同步控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖； 圖2為基于新型電壓矢量開關(guān)表的多電機(jī)同步控制系統(tǒng)示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的多電機(jī)同步控制思想是根據(jù)檢測的多電機(jī)運(yùn)行的同步誤差、定子磁鏈誤差、 電磁轉(zhuǎn)矩誤差和磁鏈所在扇區(qū)重新設(shè)計新型電壓矢量開關(guān)表，進(jìn)而在控制過程中通過從新 型電壓矢量開關(guān)表中選擇合適的空間電壓矢量來保證多電機(jī)系統(tǒng)同步快速響應(yīng)運(yùn)行。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。圖1為多電機(jī)同步控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，如圖所示，控制器主要由同步誤差比較 模塊、磁鏈比較模塊、轉(zhuǎn)矩比較模塊和開關(guān)電壓矢量模塊組成，其中同步誤差比較模塊、磁 鏈比較模塊、轉(zhuǎn)矩比較模塊的信號輸出端分別連接開關(guān)電壓矢量模塊的信號輸入端，具體 設(shè)計思路如下
1)同步誤差比較模塊設(shè)計
在同步控制系統(tǒng)中當(dāng)電機(jī)的參數(shù)不同，或每臺電機(jī)的負(fù)載不同，即使沒有負(fù)載端的擾 動也會出現(xiàn)電機(jī)間的同步誤差。當(dāng)這種誤差超出所允許的數(shù)值時，必須采取措施減少誤差 達(dá)到所允許的范圍。將多臺電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，然后采用滯環(huán)比較器來調(diào)節(jié)，當(dāng)同步誤差被限制在 一定的容差范圍內(nèi)輸出為0 ；當(dāng)同步誤差超過了給定容差的上限值輸出為1 ；當(dāng)同步誤差超 過了給定容差的下限值輸出為-1。2)磁鏈比較模塊設(shè)計
磁鏈幅值是通過滯環(huán)比較器來調(diào)節(jié)的，滯環(huán)調(diào)節(jié)采用兩點(diǎn)式調(diào)節(jié)。磁鏈幅值被限制在 一定的容差范圍內(nèi)，當(dāng)磁鏈幅值偏差大于設(shè)定的容差上限時，滯環(huán)狀態(tài)置為0，選擇適當(dāng)?shù)碾妷菏噶縼頊p小磁鏈幅值；當(dāng)小于設(shè)定的容差下限時，滯環(huán)狀態(tài)置為1。
3)轉(zhuǎn)矩比較模塊設(shè)計
電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩也是通過滯環(huán)比較器來進(jìn)行控制的。當(dāng)需要定子磁鏈?zhǔn)噶肯蚯靶?br> 轉(zhuǎn)時，將電磁轉(zhuǎn)矩給定值
與反饋值比丨進(jìn)行比較，當(dāng)
權(quán)利要求
電壓矢量選擇方法，其特征在于所述方法包括以下步驟檢測多電機(jī)運(yùn)行的同步誤差；檢測定子磁鏈誤差；檢測電磁轉(zhuǎn)矩誤差；檢測磁鏈所在扇區(qū)；根據(jù)上述檢測結(jié)果設(shè)計新型電壓矢量開關(guān)表；在電機(jī)控制過程中從前述新型電壓矢量開關(guān)表中選擇合適的空間電壓矢量，實現(xiàn)基于直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的多電機(jī)同步控制。
2.如權(quán)利要求1所述電壓矢量選擇方法所建立的多電機(jī)同步控制系統(tǒng)，其特征在于 所述系統(tǒng)包括一個基于新型電壓矢量開關(guān)表的多電機(jī)同步控制器信號輸出端連接逆變器 信號輸入端，逆變器信號輸出端分別連接電機(jī)信號輸入端和磁鏈轉(zhuǎn)矩估算模塊的信號輸入 端，電機(jī)信號輸出端分別連接磁鏈轉(zhuǎn)矩估算模塊信號輸入端和基于新型電壓矢量開關(guān)表的 多電機(jī)同步控制器的信號輸入端，磁鏈轉(zhuǎn)矩估算模塊的信號輸出端連接基于新型電壓矢量 開關(guān)表的多電機(jī)同步控制器信號輸入端；基于新型電壓矢量開關(guān)表的多電機(jī)同步控制器主要由同步誤差比較模塊、磁鏈比較模 塊、轉(zhuǎn)矩比較模塊和開關(guān)電壓矢量模塊組成，其中同步誤差比較模塊、磁鏈比較模塊、轉(zhuǎn)矩 比較模塊的信號輸出端分別連接開關(guān)電壓矢量選擇模塊的信號輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述多電機(jī)同步控制系統(tǒng)，其特征在于磁鏈比較模塊、轉(zhuǎn)矩比較 模塊和開關(guān)電壓矢量模塊的數(shù)量與電機(jī)數(shù)量相對應(yīng)，同步誤差比較模塊數(shù)量為電機(jī)數(shù)量減o
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述多電機(jī)同步控制系統(tǒng)，其特征在于逆變器數(shù)量與電機(jī)數(shù)量相 對應(yīng)。
全文摘要
電壓矢量選擇方法及依該方法建立的多電機(jī)同步控制系統(tǒng)，包括檢測多電機(jī)運(yùn)行的同步誤差、定子磁鏈誤差、電磁轉(zhuǎn)矩誤差、磁鏈所在扇區(qū)，構(gòu)建適合多電機(jī)同步控制的新型電壓矢量開關(guān)表；從新型電壓矢量開關(guān)表中選擇合適的空間電壓矢量。系統(tǒng)包括基于新型電壓矢量開關(guān)表的多電機(jī)同步控制器、逆變器、電機(jī)、磁鏈轉(zhuǎn)矩估算模塊，基于新型電壓矢量開關(guān)表的多電機(jī)同步控制器主要由同步誤差比較模塊、磁鏈比較模塊、轉(zhuǎn)矩比較模塊和開關(guān)電壓矢量模塊組成。本發(fā)明可以很好地解決多電機(jī)系統(tǒng)的同步控制性能和快速響應(yīng)控制性能的問題。采用一個控制器實現(xiàn)基于直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的多電機(jī)同步控制。
文檔編號H02P5/74GK101984553SQ20101056147
公開日2011年3月9日 申請日期2010年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月28日
發(fā)明者崔皆凡, 李林, 邢豐 申請人:沈陽工業(yè)大學(xué)