具有减少交流驱动器之转矩涟波与速度脉动的变频器控制方法

摘要

本发明提供一种减少交流驱动器起因于变频器控制所引起的转矩涟波(Torque Ripple)及速度脉动(Speed Pulsation)之控制装置及程序。本发明交流驱动器的变频器控制装置具备多阶转矩迟滞比较器及变频器状态切换表控制器;利用多阶转矩迟滞比较器及变频器状态切换表控制器选择变频器的切换样式(Switching Pattern),控制电压源电压控制型变频器,因而大量地降低交流驱动器的转矩涟波与速度脉动。

主权项

1.一种交流驱动器的变频器控制方法,其方法步骤包括:a)提供一交流马达;b)提供一马达基本直接转矩与磁通控制架构,其系用以作为执行控制该马达转速之直接转矩与磁通控制法则;c)提供一变频器以作为驱动该马达电源供应;d)提供转速控制器(10)作为依据转速误差产生转矩命令値;e)提供转矩、磁通与定子磁通角度的计算方块(14),其系用以作为利用回授电压与电流信号估算马达定子磁通、转矩及定子磁通角度;f)提供转矩迟滞比较器(11),其系利用转矩命令値与马达转矩估算値的误差及转矩迟滞比较器误差范围的数目(Number of Hysteresis Band,NHB)得到转矩迟滞比较器输出,其中转矩迟滞比较器输出的阶数与转矩迟滞比较器误差范围之数目的关系为:Level=2(NHB)+1而且NHB>1;g)提供磁通迟滞比较器误差(12),其系用以得到磁通迟滞比较器输出;h)另提供切换表(13),其系用以决定变频器切换状态;切换表是根据转矩与磁通之误差量范围将变频器开关的切换状态相对的电压向量之六个有效电压向量区间(Sector)分成6K个60/K;K>1的区间(Sector)而建立。2.如申请专利第1项所述之交流驱动器的变频器控制方法;其中转矩迟滞比较器(11)系利用转矩命令値与马达转矩估算値的误差及转矩迟滞比较器误差范围的数目(Number of Hysteresis Band,NHB)得到转矩迟滞比较器误差的输出;转矩迟滞比较器输出的阶数(Level)与转矩迟滞比较器误差范围之数目的关系系以:Level=2(NHB)+1,NHB=2,3,……,m,为基础。3.如申请专利第1项所述之交流驱动器的变频器控制方法,其中切换表(13)系用以决定变频器切换状态;切换表是根据转矩与磁通之误差量范围将变频器开关的切换状态相对的电压向量之六个有效电压向量区间(Sector)分成6K个60/K;K=2,3,4,……n,的区间(sector)为基础。4.如申请专利第1项或第2项所述之交流驱动器的变频器控制方法,其中切换表(13)系用以决定变频器切换状态;切换表是根据转矩与磁通之误差量范围将变频器开关的切换状态相对的电压向量之六个有效电压向量区间(Sector)分成6K个60/K;K=2,3,4,……n,的区间(sector)为基础。5.如申请专利第1项所述之交流驱动器的变频器控制方法,其中该马达系为一非同步感应马达暨包含无刷直流马达及永磁马达之同步马达。6.如申请专利第1项或第5项所述之交流驱动器的变频器控制方法;其中转矩迟滞比较器(11)系利用转矩命令値与马达转矩估算値的误差及转矩迟滞比较器误差范围的数目(Number ofHysteresis Band,NHB)得到转矩迟滞比较器误差的输出;转矩迟滞比较器输出的阶数(Level)与转矩迟滞比较器误差范围之数目的关系系以Level=2(NHB)+1,NHB=2,3,……,m,为基础。7.如申请专利第1项或第5项所述之交流驱动器的变频器控制方法,其中切换表(13)系用以决定变频器切换状态;切换表是根据转矩与磁通之误差量范围将变频器开关的切换状态相对的电压向量之六个有效电压向量区间(Sector)分成6K个60/K;K=2,3,4,……n,的区间(sector)为基础。8.如申请专利第1项或第5项所述之交流驱动器的变频器控制方法;其中切换表(13)系用以决定变频器切换状态,切换表是根据转矩与磁通之误差量范围将变频器开关的切换状态相对的电压向量之六个有效电压向量区间(Sector)分成6K个60/K;K=2,3,4,……n,的区间(sector)为基础;其中转矩迟滞比较器(11)系利用转矩命令値与马达转矩估算値的误差及转矩迟滞比较器误差范围的数目(Number of Hysteresis Band,NHB)得到转矩迟滞比较器误差的输出;转矩迟滞比较器输出的阶数(Level)与转矩迟滞比较器误差范围之数目的关系系以:Level=2(NHB)+1,NHB=2,3,……,m,为基础。图式简单说明:第一图直接转矩控制器驱动器控制系统之构成图;第二图转矩迟滞比较器(a)及磁通迟滞比较器(b);第三图习用技术第一表的变频器开关切换状态状态与电压向量;第四图本发明之转矩磁滞比较器;第五图本发明切换技术(第二表)相对之电压向量表示图;第六图本发明之切换技术(第三表)变频器开关切换状态状态与电压向量;第七图速度响应实验结果;无载;100rpm(a),(b):传统技术,第一表;(c),(d):本发明技术,第二表;(e),(f):本发明技术,第三表;第八图速度响应实验结果,无载;1600rpm(a),(b):传统技术,第一表;(c),(d):本发明技术,第二表;(e),(f):本发明技术,第三表;第九图速度响应实验结果;4sec加载3N-m;100rpm(a),(b):传统技术,第一表;(c),(d):本发明技术,第二表;(e),(f):本发明技术,第三表;第十图速度响应实验结果;4sec加载3N-m;1600rpm(a),(b):传统技术,第一表;(c),(d):本发明技术,第二表;(e),(f):本发明技术,第三表;