基于反电势前馈控制的矢量控制方法

摘要

基于反电势前馈控制的矢量控制方法，包括以下步骤：求电机V/F比，得到所需异步牵引电机反电势幅值；给定励磁电流和转矩电流；由逆变器输出频率积分得反电势相位角；采样得电机三相定子电流，计算定子电流矢量幅值和相位角；求定子阻抗上补偿电压矢量幅值及相位角；将定子电流矢量解耦成转矩电流和励磁电流；解耦励磁电流和给定励磁电流构成PI调节器，其输出为反电势幅值调节值；解耦转矩电流和给定转矩电流构成PI调节器，其输出直接控制电机转差；逆变器输出的定子电压幅值为电机反电势的幅值、补偿电压矢量和反电势幅值的调节值之和；逆变器输出的电机定子频率为转子旋转速度和电机转差之和。本发明控制精度高，适用范围广。

主权项

基于反电势前馈控制的矢量控制方法，其特征在于,包括如下步骤：（1）通过异步牵引电机特性曲线得到电机V/F比，根据逆变器输出频率和V/F比的乘积得到所需异步牵引电机反电势的幅值；（2）给定励磁电流和转矩电流；（3）由逆变器输出频率的积分得到异步牵引电机反电势的相位角；（4）通过电流传感器采样得到异步牵引电机三相定子电流，并计算得出异步牵引电机定子电流矢量的幅值和相位角；（5）由定子电流矢量得到电流在异步牵引电机定子阻抗上的补偿电压矢量幅值及相位角；（6）然后利用反电势相位角对异步牵引电机定子电流矢量进行矢量变换，使之解耦成转矩电流和励磁电流；（7）解耦的励磁电流和步骤（2）中给定的励磁电流构成PI调节器，PI调节器输出为反电势幅值的调节值；（8）解耦的转矩电流和给定转矩电流构成PI调节器，此PI调节器输出直接控制异步牵引电机的转差；（9）逆变器输出的异步牵引电机定子电压幅值为步骤（1）所决定的异步牵引电机反电势的幅值、步骤（5）所决定的补偿电压矢量以及步骤（7）所决定的反电势幅值的调节值之和；（10）逆变器输出的异步牵引电机定子频率为转子旋转速度和步骤（8）所决定的电机转差之和；(11)在电机的恒转矩区和恒电压区转矩控制采取不同的控制策略，在电机的恒转矩区和恒功率区的转矩控制采用不同的控制策略：电机恒转矩区采用恒转矩电流控制，在电机恒功率区采用电压限制和转差限制。