專利名稱：交流電機(jī)的變速控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交流電機(jī)的變速控制器，用來(lái)檢測(cè)從電源變換器饋送的電壓和電流，用來(lái)將檢測(cè)的值分解成任意固定的各M軸分量和與這些M軸分量垂直的T軸分量，以及用來(lái)根據(jù)M軸分量和T軸分量執(zhí)行對(duì)交流電機(jī)的矢量變換控制。
圖31是現(xiàn)有技術(shù)的交流電機(jī)的變速控制器。
參照?qǐng)D31，標(biāo)號(hào)1表示電源變換器(如一PWM逆變器)，2表示感應(yīng)電機(jī)(如交流電機(jī))，3表示檢測(cè)從電源變換器1流到感應(yīng)電機(jī)2的電流的電流檢測(cè)器，4表示檢測(cè)感應(yīng)電機(jī)2的旋轉(zhuǎn)速度并包括有脈沖發(fā)生器的速度檢測(cè)器，而10表示變速控制電路。
變速控制電路10包括速度調(diào)節(jié)器12，它執(zhí)行對(duì)從參考值發(fā)生器11饋送的參考速度ωr*和速度檢測(cè)器4檢測(cè)的實(shí)際速度ωr之差的比例加積分運(yùn)算，并輸出感應(yīng)電機(jī)2的參考轉(zhuǎn)矩電流值iT*，即T軸電流值；差頻運(yùn)算裝置14，它根據(jù)速度調(diào)節(jié)器12的輸出、從參考值發(fā)生器11饋送的參考次級(jí)磁通量φ2*和由次級(jí)電阻設(shè)置裝置13設(shè)置的設(shè)置次級(jí)電阻R2*，計(jì)算參考差頻ωs*；加法器15，它輸出由參考差頻ωs*和實(shí)際速度ωr之和得到的參考初級(jí)角頻率ω1*；積分器16，它對(duì)參考初級(jí)角頻率ω1*求積分，并輸出參考相位角θ*；坐標(biāo)變換器17，它根據(jù)參考相位角θ*，對(duì)電流檢測(cè)器3檢測(cè)的電流進(jìn)行坐標(biāo)變換，以計(jì)算一實(shí)際M軸電流值iM(即與感應(yīng)電機(jī)2的磁場(chǎng)平行的M軸分量)和一實(shí)際T軸電流值iT(即與M軸垂直的T軸分量)；T軸電流調(diào)節(jié)器18，它對(duì)參考T軸電流值iT*和實(shí)際T軸電流值iT之差進(jìn)行比例加積分運(yùn)算，并輸出參考T軸電壓值vT*；M軸電流調(diào)節(jié)器18，它對(duì)從參考值發(fā)生器11饋送的參考M軸電流值iM*和實(shí)際M軸電流值iM之差進(jìn)行比例加積分運(yùn)算，并輸出參考M軸電壓值vM*；以及坐標(biāo)變換器20，它根據(jù)參考相位角θ*執(zhí)行參考T軸電壓值vT*和參考M軸電壓值vM*的坐標(biāo)變換，并產(chǎn)生一參考初級(jí)電壓值v1*，饋送到電源變換器1。
圖31所示的變速控制電路10執(zhí)行所謂的差頻矢量變換控制。因?yàn)樵谧兯倏刂齐娐?0的構(gòu)成裝置中采用的是已知技術(shù)，所以不再描述構(gòu)成裝置的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
變速控制電路10的差頻運(yùn)算裝置14計(jì)算下述等式(1)。
ωs*＝(R2*)·(iT*/φ2*)…(1)當(dāng)設(shè)置的次級(jí)電阻R2*與實(shí)際的次級(jí)電阻R2不同時(shí)，或者當(dāng)感應(yīng)電機(jī)2的次級(jí)電阻R2是未知的時(shí)候，在計(jì)算的參考差頻ωs*中引起誤差，并且在感應(yīng)電機(jī)2的轉(zhuǎn)矩控制中也引起誤差。為了避免這個(gè)問(wèn)題，通過(guò)在使感應(yīng)電機(jī)2旋轉(zhuǎn)的同時(shí)采用試探法來(lái)調(diào)節(jié)次級(jí)電阻設(shè)置裝置13中的設(shè)置值。
日本經(jīng)審查公開的專利申請(qǐng)H07-67320中揭示了一種根據(jù)檢測(cè)的電流值、檢測(cè)的電壓值和實(shí)際速度值，在某一自適應(yīng)狀態(tài)觀察器中更精確地獲取次級(jí)電阻R2的方法。但是，采用這種方法來(lái)辨識(shí)次級(jí)電阻R2時(shí)，必須使感應(yīng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)、加速和減速。因此，本發(fā)明的目的是提供一種交流電機(jī)的變速控制器，通過(guò)運(yùn)算而不必使感應(yīng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)來(lái)得到作為交流電機(jī)的感應(yīng)電機(jī)的次級(jí)電阻。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種交流電機(jī)的變速控制器，該變速控制器包括檢測(cè)器，用來(lái)檢測(cè)從電源變換器饋送的所述交流電機(jī)的實(shí)際電壓和實(shí)際電流；坐標(biāo)變換器，用來(lái)將實(shí)際電壓分解成M軸電壓分量和垂直于M軸電壓分量的T軸電壓分量，以及用來(lái)將實(shí)際電流分解成M軸電流分量和垂直于M軸電流分量的T軸電流分量；變速控制器，根據(jù)M軸分量和T軸分量執(zhí)行交流電機(jī)的矢量變換控制，該變速控制器包括交流信號(hào)發(fā)生器，該交流信號(hào)發(fā)生器在所述電機(jī)被啟動(dòng)而旋轉(zhuǎn)之前的預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)，產(chǎn)生具有小幅度的交流信號(hào)；參考值發(fā)生器，該參考值發(fā)生器產(chǎn)生參考M軸電流值、參考速度值和參考次級(jí)磁通量值；第一加法器，該第一加法器將交流信號(hào)和參考M軸電流值相加；M軸電流調(diào)節(jié)器，該M軸調(diào)節(jié)器對(duì)第一加法器的輸出和實(shí)際M軸電流值之差進(jìn)行調(diào)節(jié)操作；速度調(diào)節(jié)器，該速度調(diào)節(jié)器對(duì)參考速度值和交流電機(jī)的實(shí)際速度值之差進(jìn)行調(diào)節(jié)操作；T軸電流調(diào)節(jié)器，該T軸調(diào)節(jié)器對(duì)速度調(diào)節(jié)器的輸出和實(shí)際T軸電流值之差進(jìn)行調(diào)節(jié)操作；坐標(biāo)變換器，根據(jù)所述T軸電流調(diào)節(jié)器的輸出、M軸電流調(diào)節(jié)器的輸出和參考相位角值進(jìn)行坐標(biāo)變換，以此產(chǎn)生電源變換器的選通信號(hào)；感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置，該感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置根據(jù)實(shí)際M軸電流值和實(shí)際M軸電壓值計(jì)算交流電機(jī)的感應(yīng)M軸電壓值；差頻運(yùn)算裝置，該差頻運(yùn)算裝置根據(jù)參考次級(jí)磁通量值、速度調(diào)節(jié)器的輸出和計(jì)算的次級(jí)電阻值，計(jì)算交流電機(jī)的差頻；第二加法器，該第二加法器將差頻與實(shí)際速度值相加；積分器，該積分器對(duì)第二加法器的輸出進(jìn)行積分，并輸出積分結(jié)果作為參考相位角值；次級(jí)電阻運(yùn)算裝置，當(dāng)產(chǎn)生交流信號(hào)時(shí)，輸入該交流信號(hào)、實(shí)際M軸電流值和計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置將通過(guò)高通濾波器的實(shí)際M軸電流值與計(jì)算的次級(jí)電阻值相乘，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置從計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值中減去相乘的結(jié)果，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置將減去的結(jié)果與交流信號(hào)相乘，以此獲得一誤差信號(hào)，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置對(duì)所述誤差信號(hào)執(zhí)行積分或比例加積分運(yùn)算，以此獲得一新計(jì)算的次級(jí)電阻值，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置存儲(chǔ)新計(jì)算的次級(jí)電阻值，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置輸出所述新計(jì)算的次級(jí)電阻值；并且當(dāng)交流電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，變速控制器根據(jù)存儲(chǔ)的計(jì)算次級(jí)電阻值執(zhí)行交流電機(jī)的矢量變換控制。
按照本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供一種交流電機(jī)的變速控制器，該變速控制器包括檢測(cè)器，用來(lái)檢測(cè)從電源變換器饋送的所述交流電機(jī)的實(shí)際電壓和實(shí)際電流；坐標(biāo)變換器，用來(lái)將實(shí)際電壓分解成M軸電壓分量和垂直于M軸電壓分量的T軸電壓分量，以及用來(lái)將實(shí)際電流分解成M軸電流分量和垂直于M軸電流分量的T軸電流分量；變速控制器，根據(jù)M軸分量和T軸分量執(zhí)行交流電機(jī)的矢量變換控制，該變速控制器包括交流信號(hào)發(fā)生器，該交流信號(hào)發(fā)生器在所述電機(jī)被啟動(dòng)而旋轉(zhuǎn)之前的預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)產(chǎn)生具有小幅度的交流信號(hào)；參考值發(fā)生器，該參考值發(fā)生器產(chǎn)生參考M軸電流值、參考速度值和參考次級(jí)磁通量值；第一加法器，該第一加法器將交流信號(hào)和參考M軸電流值相加；M軸電流調(diào)節(jié)器，該M軸調(diào)節(jié)器對(duì)第一加法器的輸出和實(shí)際M軸電流值之差進(jìn)行調(diào)節(jié)操作；速度調(diào)節(jié)器，該速度調(diào)節(jié)器對(duì)參考速度值和交流電機(jī)的實(shí)際速度值之差進(jìn)行調(diào)節(jié)操作；T軸電流調(diào)節(jié)器，該T軸調(diào)節(jié)器對(duì)速度調(diào)節(jié)器的輸出和實(shí)際T軸電流值之差進(jìn)行調(diào)節(jié)操作；坐標(biāo)變換器，根據(jù)所述T軸電流調(diào)節(jié)器的輸出、M軸電流調(diào)節(jié)器的輸出和參考相位角值進(jìn)行坐標(biāo)變換，以此產(chǎn)生電源變換器的選通信號(hào)；感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置，該感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置根據(jù)實(shí)際M軸電流值和實(shí)際M軸電壓值計(jì)算交流電機(jī)的感應(yīng)M軸電壓值；差頻運(yùn)算裝置，該差頻運(yùn)算裝置根據(jù)參考次級(jí)磁通量值、速度調(diào)節(jié)器的輸出和計(jì)算的次級(jí)電阻值，計(jì)算交流電機(jī)的差頻；第二加法器，該第二加法器將差頻與實(shí)際速度值相加；積分器，該積分器對(duì)第二加法器的輸出進(jìn)行積分，并輸出積分結(jié)果作為參考相位角值；次級(jí)電阻運(yùn)算裝置，當(dāng)產(chǎn)生交流信號(hào)時(shí)，輸入實(shí)際M軸電流值和計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置將通過(guò)高通濾波器的實(shí)際M軸電流值與計(jì)算的次級(jí)電阻值相乘，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置從計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值中減去相乘的結(jié)果，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置將減去的結(jié)果與實(shí)際M軸電流值相乘，以此獲得一誤差信號(hào)，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置對(duì)誤差信號(hào)執(zhí)行積分或比例加積分運(yùn)算，以此獲得一新計(jì)算的次級(jí)電阻值，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置存儲(chǔ)新計(jì)算的次級(jí)電阻值，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置輸出所述新計(jì)算的次級(jí)電阻值；并且當(dāng)交流電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，變速控制器根據(jù)存儲(chǔ)的計(jì)算次級(jí)電阻值，執(zhí)行交流電機(jī)的矢量變換控制。
按照本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供一種交流電機(jī)的變速控制器，該變速控制器包括檢測(cè)器，用來(lái)檢測(cè)從電源變換器饋送的所述交流電機(jī)的實(shí)際電壓和實(shí)際電流；坐標(biāo)變換器，用來(lái)將實(shí)際電壓分解成M軸電壓分量和垂直于M軸電壓分量的T軸電壓分量，以及用來(lái)將實(shí)際電流分解成M軸電流分量和垂直于M軸電流分量的T軸電流分量；變速控制器根據(jù)M軸分量和T軸分量執(zhí)行交流電機(jī)的矢量變換控制，該變速控制器包括交流信號(hào)發(fā)生器，該交流信號(hào)發(fā)生器在電機(jī)被啟動(dòng)而旋轉(zhuǎn)之前的預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)，產(chǎn)生具有小幅度的交流信號(hào)；參考值發(fā)生器，該參考值發(fā)生器產(chǎn)生參考M軸電流值、參考速度值和參考次級(jí)磁通量值；第一加法器，該第一加法器將交流信號(hào)和參考M軸電流值相加；M軸電流調(diào)節(jié)器，該M軸電流調(diào)節(jié)器對(duì)第一加法器的輸出和實(shí)際M軸電流值之差進(jìn)行調(diào)節(jié)操作；速度調(diào)節(jié)器，該速度調(diào)節(jié)器對(duì)參考速度值和交流電機(jī)的實(shí)際速度值之差進(jìn)行調(diào)節(jié)操作；T軸電流調(diào)節(jié)器，該T軸調(diào)節(jié)器對(duì)速度調(diào)節(jié)器的輸出和實(shí)際T軸電流值之差進(jìn)行調(diào)節(jié)操作；坐標(biāo)變換器，根據(jù)T軸電流調(diào)節(jié)器的輸出、M軸電流調(diào)節(jié)器的輸出和參考相位角值進(jìn)行坐標(biāo)變換，以此產(chǎn)生電源變換器的選通信號(hào)；感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置，該感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置根據(jù)實(shí)際M軸電流值和實(shí)際M軸電壓值計(jì)算交流電機(jī)的感應(yīng)M軸電壓值；差頻運(yùn)算裝置，該差頻運(yùn)算裝置根據(jù)參考次級(jí)磁通量值、速度調(diào)節(jié)器的輸出和計(jì)算的次級(jí)電阻值，計(jì)算交流電機(jī)的差頻；第二加法器，該第二加法器將差頻與實(shí)際速度值相加；積分器，該積分器對(duì)第二加法器的輸出進(jìn)行積分，并輸出積分結(jié)果作為參考相位角值；次級(jí)電阻運(yùn)算裝置，當(dāng)產(chǎn)生交流信號(hào)時(shí)，輸入?yún)⒖糓軸電流值、實(shí)際M軸電流值和計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置將通過(guò)高通濾波器的實(shí)際M軸電流值與計(jì)算的次級(jí)電阻值相乘，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置從計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值中減去相乘的結(jié)果，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置從實(shí)際M軸電流值中減去參考M軸電流，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置將減去的結(jié)果相乘，以此獲得一誤差信號(hào)，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置對(duì)誤差信號(hào)執(zhí)行積分或比例加積分運(yùn)算，以此獲得一新計(jì)算的次級(jí)電阻值，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置存儲(chǔ)新計(jì)算的次級(jí)電阻值，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置輸出新計(jì)算的次級(jí)電阻值；并且當(dāng)交流電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，變速控制器根據(jù)存儲(chǔ)的計(jì)算次級(jí)電阻值執(zhí)行交流電機(jī)的矢量變換控制。
按照本發(fā)明的第四個(gè)方面，提供一種交流電機(jī)的變速控制器，該變速控制器包括檢測(cè)器，用來(lái)檢測(cè)從電源變換器饋送的所述交流電機(jī)的實(shí)際電壓和實(shí)際電流；坐標(biāo)變換器，用來(lái)將實(shí)際電壓分解成M軸電壓分量和垂直于M軸電壓分量的T軸電壓分量，以及用來(lái)將實(shí)際電流分解成M軸電流分量和垂直于M軸電流分量的T軸電流分量；變速控制器根據(jù)M軸分量和T軸分量執(zhí)行交流電機(jī)的矢量變換控制，該變速控制器包括交流信號(hào)發(fā)生器，該交流信號(hào)發(fā)生器在電機(jī)被啟動(dòng)而旋轉(zhuǎn)之前的預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)，產(chǎn)生具有小幅度的交流信號(hào)；參考值發(fā)生器，該參考值發(fā)生器產(chǎn)生參考M軸電流值、參考T軸電壓值和參考相位角；加法器，該加法器將交流信號(hào)和參考M軸電流值相加；電流調(diào)節(jié)器，該電流調(diào)節(jié)器對(duì)加法器的輸出和實(shí)際M軸電流值之差進(jìn)行調(diào)節(jié)操作；坐標(biāo)變換器，根據(jù)電流調(diào)節(jié)器的輸出、參考T軸電壓值和參考相位角進(jìn)行坐標(biāo)變換，以此產(chǎn)生電源變換器的選通信號(hào)；感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置，該感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置根據(jù)實(shí)際M軸電流值和實(shí)際M軸電壓值計(jì)算交流電機(jī)的感應(yīng)M軸電壓值；次級(jí)電阻運(yùn)算裝置，當(dāng)產(chǎn)生交流信號(hào)時(shí)，輸入交流信號(hào)、實(shí)際M軸電流值和計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置將通過(guò)高通濾波器的實(shí)際M軸電流值與計(jì)算的次級(jí)電阻值相乘，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置從計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值中減去相乘的結(jié)果，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置將減去的結(jié)果與交流信號(hào)相乘，以此獲得一誤差信號(hào)，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置對(duì)誤差信號(hào)執(zhí)行積分或比例加積分運(yùn)算，以此獲得一新計(jì)算的次級(jí)電阻值，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置存儲(chǔ)新計(jì)算的次級(jí)電阻值，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置輸出新計(jì)算的次級(jí)電阻值；并且當(dāng)交流電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，變速控制器根據(jù)存儲(chǔ)的計(jì)算次級(jí)電阻值，執(zhí)行交流電機(jī)的矢量變換控制。
按照本發(fā)明的第五個(gè)方面，提供一種交流電機(jī)的變速控制器，該變速控制器包括檢測(cè)器，用來(lái)檢測(cè)從電源變換器饋送的所述交流電機(jī)的實(shí)際電壓和實(shí)際電流；坐標(biāo)變換器，用來(lái)將實(shí)際電壓分解成M軸電壓分量和垂直于M軸電壓分量的T軸電壓分量，以及用來(lái)將實(shí)際電流分解成M軸電流分量和垂直于M軸電流分量的T軸電流分量；變速控制器根據(jù)M軸分量和T軸分量執(zhí)行交流電機(jī)的矢量變換控制，該變速控制器包括交流信號(hào)發(fā)生器，該交流信號(hào)發(fā)生器在電機(jī)被啟動(dòng)而旋轉(zhuǎn)之前的預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)，產(chǎn)生具有小幅度的交流信號(hào)；參考值發(fā)生器，該參考值發(fā)生器產(chǎn)生參考M軸電流值、參考T軸電壓值和參考相位角；加法器，該加法器將交流信號(hào)和參考M軸電流值相加；電流調(diào)節(jié)器，該電流調(diào)節(jié)器對(duì)加法器的輸出和實(shí)際M軸電流值之差進(jìn)行調(diào)節(jié)操作；坐標(biāo)變換器，根據(jù)電流調(diào)節(jié)器的輸出、參考T軸電壓值和參考相位角值進(jìn)行坐標(biāo)變換，以此產(chǎn)生電源變換器的選通信號(hào)；感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置，該感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置根據(jù)實(shí)際M軸電流值和實(shí)際M軸電壓值計(jì)算交流電機(jī)的感應(yīng)M軸電壓值；次級(jí)電阻運(yùn)算裝置，當(dāng)產(chǎn)生交流信號(hào)時(shí)，輸入實(shí)際M軸電流值和計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置將通過(guò)高通濾波器的實(shí)際M軸電流值與計(jì)算的次級(jí)電阻值相乘，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置從計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值中減去相乘的結(jié)果，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置將減去的結(jié)果與通過(guò)高通濾波器的實(shí)際M軸電流相乘，以此獲得一誤差信號(hào)，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置對(duì)誤差信號(hào)執(zhí)行積分或比例加積分運(yùn)算，以此獲得一新計(jì)算的次級(jí)電阻值，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置存儲(chǔ)新計(jì)算的次級(jí)電阻值，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置輸出新計(jì)算的次級(jí)電阻值；并且當(dāng)交流電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，變速控制器根據(jù)存儲(chǔ)的計(jì)算次級(jí)電阻值執(zhí)行交流電機(jī)的矢量變換控制。
按照本發(fā)明的又一個(gè)修改方面，提供一種交流電機(jī)的變速控制器，該變速控制器包括檢測(cè)器，用來(lái)檢測(cè)從電源變換器饋送的所述交流電機(jī)的實(shí)際電壓和實(shí)際電流；坐標(biāo)變換器，用來(lái)將實(shí)際電壓分解成M軸電壓分量和垂直于M軸電壓分量的T軸電壓分量，以及用來(lái)將實(shí)際電流分解成M軸電流分量和垂直于M軸電流分量的T軸電流分量；變速控制器根據(jù)M軸分量和T軸分量執(zhí)行交流電機(jī)的矢量變換控制，該變速控制器包括交流信號(hào)發(fā)生器，該交流信號(hào)發(fā)生器在電機(jī)被啟動(dòng)而旋轉(zhuǎn)之前的預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)，產(chǎn)生具有小幅度的交流信號(hào)；參考值發(fā)生器，該參考值發(fā)生器產(chǎn)生參考M軸電流值、參考T軸電壓值和參考相位角；加法器，該加法器將交流信號(hào)和參考M軸電流值相加；電流調(diào)節(jié)器，該電流調(diào)節(jié)器對(duì)加法器的輸出和實(shí)際M軸電流值之差進(jìn)行調(diào)節(jié)操作；坐標(biāo)變換器，根據(jù)電流調(diào)節(jié)器的輸出、參考T軸電壓值和參考相位角值進(jìn)行坐標(biāo)變換，以此產(chǎn)生電源變換器的選通信號(hào)；感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置，該感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置根據(jù)實(shí)際M軸電流值和實(shí)際M軸電壓值計(jì)算交流電機(jī)的感應(yīng)M軸電壓值；次級(jí)電阻運(yùn)算裝置，當(dāng)產(chǎn)生交流信號(hào)時(shí)，輸入?yún)⒖糓軸電流值、實(shí)際M軸電流值和計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置將通過(guò)高通濾波器的實(shí)際M軸電流值與計(jì)算的次級(jí)電阻值相乘，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置從計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值中減去相乘的結(jié)果，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置從實(shí)際M軸電流值中減去參考M軸電流值，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置將減去的結(jié)果相乘，以此獲得一誤差信號(hào)，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置對(duì)誤差信號(hào)執(zhí)行積分或比例加積分運(yùn)算，以此獲得一新計(jì)算的次級(jí)電阻值，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置存儲(chǔ)新計(jì)算的次級(jí)電阻值，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置輸出新計(jì)算的次級(jí)電阻值；并且當(dāng)交流電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，變速控制器根據(jù)存儲(chǔ)的計(jì)算次級(jí)電阻值執(zhí)行交流電機(jī)的矢量變換控制。
次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的高通濾波器最好包括一個(gè)調(diào)節(jié)裝置，用來(lái)根據(jù)計(jì)算的次級(jí)電阻值，將高通濾波器的截止頻率調(diào)節(jié)在預(yù)定值上。
次級(jí)電阻運(yùn)算裝置最好包括一個(gè)或多個(gè)高通濾波器，用來(lái)濾除實(shí)際M軸電流值和計(jì)算的感應(yīng)M軸電流值中的一個(gè)或二者，以此獲得一個(gè)新的實(shí)際M軸電流值或新計(jì)算的感應(yīng)M軸電流值或獲取新的實(shí)際和計(jì)算的感應(yīng)M軸電流值，并且次級(jí)電阻運(yùn)算裝置根據(jù)一個(gè)新的電流值或多個(gè)新的電流值計(jì)算次級(jí)電阻值。
交流信號(hào)發(fā)生器最好包括一個(gè)脈沖信號(hào)發(fā)生器，該脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生與交流信號(hào)的上升沿和下降沿同步并具有預(yù)定時(shí)間寬度的脈沖信號(hào)，并且輸入了脈沖信號(hào)的次級(jí)電阻運(yùn)算裝置在脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生脈沖信號(hào)的同時(shí)停止計(jì)算次級(jí)電阻值。


圖1是按照本發(fā)明的交流電機(jī)變速控制器的第一個(gè)實(shí)施例的方框圖。圖1中，與圖31中相同的裝置用相同的標(biāo)號(hào)表示。
參照?qǐng)D1，變速控制電路30包括參考值發(fā)生器11、速度調(diào)節(jié)器12、差頻運(yùn)算裝置14、加法器15、積分器16、坐標(biāo)變換器17、T軸電流調(diào)節(jié)器18、M軸電流調(diào)節(jié)器19和坐標(biāo)變換器20。
變速控制電路30還包括交流信號(hào)發(fā)生器31，該交流信號(hào)發(fā)生器31在感應(yīng)電機(jī)2被啟動(dòng)而旋轉(zhuǎn)之前的預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)，產(chǎn)生具有小幅度的交流信號(hào)ΔiM*；加法器32，它將從參考值發(fā)生器11饋送的參考M軸電流值iM*與交流信號(hào)ΔiM*相加，并輸出一新的參考M軸電流值iM**；電壓檢測(cè)器33，它輸出在感應(yīng)電機(jī)2上檢測(cè)的檢測(cè)電壓；坐標(biāo)變換器34，它根據(jù)上述參考相位角θ*執(zhí)行對(duì)檢測(cè)的電壓值的坐標(biāo)變換，并輸出實(shí)際M軸電壓值VM；感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置35，它計(jì)算根據(jù)從坐標(biāo)變換器17饋送的實(shí)際M軸電壓值VM和實(shí)際M軸電流值iM計(jì)算的感應(yīng)的M軸電壓值eM*；以及次級(jí)電阻運(yùn)算裝置41、42、43和44中的一個(gè)，它們?cè)诋a(chǎn)生交流信號(hào)ΔiM*時(shí)，根據(jù)交流信號(hào)ΔiM*、計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值eM*和實(shí)際M軸電流值iM，計(jì)算次級(jí)電阻R2**、每次運(yùn)算時(shí)存儲(chǔ)計(jì)算的次級(jí)電阻R2**，并輸出存儲(chǔ)的計(jì)算次級(jí)電阻R2**。
圖2是按照本發(fā)明的交流電機(jī)變速控制器的第二個(gè)實(shí)施例的方框圖。圖2中，與圖1中相同的裝置用相同的標(biāo)號(hào)表示。
參照?qǐng)D2，變速控制電路50包括參考值發(fā)生器11、速度調(diào)節(jié)器12、差頻運(yùn)算裝置14、加法器15、積分器16、坐標(biāo)變換器17、T軸電流調(diào)節(jié)器18、M軸電流調(diào)節(jié)器19、坐標(biāo)變換器20、交流信號(hào)發(fā)生器31、加法器32、電壓檢測(cè)器33、坐標(biāo)變換器34和感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置35。變速控制電路50包括次級(jí)電阻運(yùn)算裝置51、52、53和54中的一個(gè)，它們?cè)诋a(chǎn)生交流信號(hào)ΔiM*時(shí)，根據(jù)計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值eM*和實(shí)際M軸電流值iM，計(jì)算次級(jí)電阻R2**，并且每次運(yùn)算時(shí)，存儲(chǔ)計(jì)算的次級(jí)電阻R2**，并輸出存儲(chǔ)的計(jì)算次級(jí)電阻R2**。
圖3是按照本發(fā)明的交流電機(jī)變速控制器的第三個(gè)實(shí)施例的方框圖。圖3中，與圖1中相同的裝置用相同的標(biāo)號(hào)表示。
參照?qǐng)D3，變速控制電路60包括參考值發(fā)生器11、速度調(diào)節(jié)器12、差頻運(yùn)算裝置14、加法器15、積分器16、坐標(biāo)變換器17、T軸電流調(diào)節(jié)器18、M軸電流調(diào)節(jié)器19、坐標(biāo)變換器20、交流信號(hào)發(fā)生器31、加法器32、電壓檢測(cè)器33、坐標(biāo)變換器34和感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置35。變速控制電路60包括次級(jí)電阻運(yùn)算裝置61、62、63和64中的一個(gè)，它們?cè)诋a(chǎn)生交流信號(hào)ΔiM*時(shí)，根據(jù)參考M軸電流值iM*、計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值eM*和實(shí)際M軸電流值iM，計(jì)算次級(jí)電阻R2**，并且每次運(yùn)算時(shí)，存儲(chǔ)計(jì)算的次級(jí)電阻R2**，并輸出存儲(chǔ)的計(jì)算次級(jí)電阻R2**。
圖4是按照本發(fā)明的交流電機(jī)變速控制器的第四個(gè)實(shí)施例的方框圖。圖4中，與圖1中相同的裝置用相同的標(biāo)號(hào)表示。
參照?qǐng)D4，變速控制電路70包括參考值發(fā)生器71，它產(chǎn)生預(yù)定的參考M軸電流值iM*、參考T軸電壓值VT*和參考相位角θ*；坐標(biāo)變換器17，它根據(jù)參考相位角θ*進(jìn)行坐標(biāo)變換；M軸電流調(diào)節(jié)器19；坐標(biāo)變換器20，它根據(jù)從M軸電流調(diào)節(jié)器19輸出的參考M軸電壓值VM*、參考T軸電壓值VT*和參考相位角θ*進(jìn)行坐標(biāo)變換；交流信號(hào)發(fā)生器31；加法器32，它將參考M軸電流值iM*與交流信號(hào)ΔiM*相加，并輸出新的參考M軸電流值iM**；電壓檢測(cè)器33；坐標(biāo)變換器34，它根據(jù)參考相位角θ*進(jìn)行坐標(biāo)變換，并輸出實(shí)際M軸電壓值VM；感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置35；以及次級(jí)電阻運(yùn)算裝置41、42、43和44中的一個(gè)。
圖5是按照本發(fā)明的交流電機(jī)變速控制器的第五個(gè)實(shí)施例的方框圖。圖5中，與圖2或圖4中相同的裝置用相同的標(biāo)號(hào)表示。
參見圖5，變速控制電路80包括參考值發(fā)生器71；坐標(biāo)變換器17；M軸電流調(diào)節(jié)器19；坐標(biāo)變換器20；交流信號(hào)發(fā)生器31；加法器32；電壓檢測(cè)器33；坐標(biāo)變換器34；感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置35以及次級(jí)電阻運(yùn)算裝置51、52、53和54中的一個(gè)。
圖6是按照本發(fā)明的交流電機(jī)變速控制器的第六個(gè)實(shí)施例的方框圖。圖5中，與圖3或圖4中相同的裝置用相同的標(biāo)號(hào)表示。
參見圖6，變速控制電路90包括參考值發(fā)生器71；坐標(biāo)變換器17；M軸電流調(diào)節(jié)器19；坐標(biāo)變換器20；交流信號(hào)發(fā)生器31；加法器32；電壓檢測(cè)器33；坐標(biāo)變換器34；感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置35以及次級(jí)電阻運(yùn)算裝置61、62、63和64中的一個(gè)。
圖7是按照本發(fā)明的交流電機(jī)變速控制器的第七個(gè)實(shí)施例的方框圖。圖7中，與圖1中相同的裝置用相同的標(biāo)號(hào)表示。
參照?qǐng)D7，變速控制電路100包括參考值發(fā)生器11、速度調(diào)節(jié)器12、差頻運(yùn)算裝置14、加法器15、積分器16、坐標(biāo)變換器17、T軸電流調(diào)節(jié)器18、M軸電流調(diào)節(jié)器19、坐標(biāo)變換器20、加法器32、電壓檢測(cè)器33、坐標(biāo)變換器34和感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置35。變速控制電路100還包括交流信號(hào)發(fā)生器101，它在感應(yīng)電機(jī)2被啟動(dòng)而旋轉(zhuǎn)之前的預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)，產(chǎn)生具有小幅度的交流信號(hào)ΔiM*，并產(chǎn)生與交流信號(hào)ΔiM*的上升沿和下降沿同步且具有預(yù)定時(shí)間寬度的脈沖信號(hào)；以及次級(jí)電阻運(yùn)算裝置102，當(dāng)不存在脈沖信號(hào)時(shí)，它根據(jù)交流信號(hào)ΔiM*、感應(yīng)M軸電壓值eM*和實(shí)際M軸電流值iM，計(jì)算次級(jí)電阻R2**，每次運(yùn)算時(shí)，存儲(chǔ)計(jì)算的次級(jí)電阻R2**，當(dāng)存在脈沖信號(hào)時(shí)，停止上述操作，并輸出存儲(chǔ)的計(jì)算次級(jí)電阻R2**。
圖8是按照本發(fā)明的交流電機(jī)變速控制器的第八個(gè)實(shí)施例的方框圖。圖8中，與圖1中相同的裝置用相同的標(biāo)號(hào)表示。
參照?qǐng)D8，變速控制電路110包括參考值發(fā)生器11、速度調(diào)節(jié)器12、差頻運(yùn)算裝置14、加法器15、積分器16、坐標(biāo)變換器17、T軸電流調(diào)節(jié)器18、M軸電流調(diào)節(jié)器19、坐標(biāo)變換器20、加法器32、電壓檢測(cè)器33、坐標(biāo)變換器34、感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置35和交流信號(hào)發(fā)生器101。變速控制電路110還包括次級(jí)電阻運(yùn)算裝置111，當(dāng)不存在從交流信號(hào)發(fā)生器101產(chǎn)生的脈沖信號(hào)時(shí)，它根據(jù)計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值eM*和實(shí)際M軸電流值iM，計(jì)算次級(jí)電阻R2**，每次運(yùn)算時(shí)，存儲(chǔ)計(jì)算的次級(jí)電阻R2**，當(dāng)存在脈沖信號(hào)時(shí)，停止上述操作，并輸出存儲(chǔ)的計(jì)算次級(jí)電阻R2**。
圖9是按照本發(fā)明的交流電機(jī)變速控制器的第九個(gè)實(shí)施例的方框圖。圖9中，與圖1中相同的裝置用相同的標(biāo)號(hào)表示。
參照?qǐng)D9，變速控制電路120包括參考值發(fā)生器11、速度調(diào)節(jié)器12、差頻運(yùn)算裝置14、加法器15、積分器16、坐標(biāo)變換器17、T軸電流調(diào)節(jié)器18、M軸電流調(diào)節(jié)器19、坐標(biāo)變換器20、加法器32、電壓檢測(cè)器33、坐標(biāo)變換器34、感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置35和交流信號(hào)發(fā)生器101。變速控制電路110還包括次級(jí)電阻運(yùn)算裝置121，當(dāng)不存在從交流信號(hào)發(fā)生器101產(chǎn)生的脈沖信號(hào)時(shí)，它根據(jù)參考M軸電流值iM*、計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值eM*和實(shí)際M軸電流值iM，計(jì)算次級(jí)電阻R2**，每次運(yùn)算時(shí)，存儲(chǔ)計(jì)算的次級(jí)電阻R2**，當(dāng)存在脈沖信號(hào)時(shí)，停止上述操作，并輸出存儲(chǔ)的計(jì)算次級(jí)電阻R2**。
圖10是按照本發(fā)明的交流電機(jī)變速控制器的第十個(gè)實(shí)施例的方框圖。圖10中，與圖4或圖7中相同的裝置用相同的標(biāo)號(hào)表示。
參見圖10，變速控制電路130包括參考值發(fā)生器71、坐標(biāo)變換器17、M軸電流調(diào)節(jié)器19、坐標(biāo)變換器20、加法器32、電壓檢測(cè)器33、坐標(biāo)變換器34、感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置35、交流信號(hào)發(fā)生器101和次級(jí)電阻運(yùn)算裝置102。
圖11是按照本發(fā)明的交流電機(jī)變速控制器的第十一個(gè)實(shí)施例的方框圖。圖11中，與圖5或圖8中相同的裝置用相同的標(biāo)號(hào)表示。
參見圖11，變速控制電路140包括參考值發(fā)生器71；坐標(biāo)變換器17；M軸電流調(diào)節(jié)器19；坐標(biāo)變換器20；加法器32；電壓檢測(cè)器33；坐標(biāo)變換器34；感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置35、交流信號(hào)發(fā)生器101和次級(jí)電阻運(yùn)算裝置111。
圖12是按照本發(fā)明的交流電機(jī)變速控制器的第十二個(gè)實(shí)施例的方框圖。圖10中，與圖6或圖9中相同的裝置用相同的標(biāo)號(hào)表示。
參見圖12，變速控制電路150包括參考值發(fā)生器71、坐標(biāo)變換器17、M軸電流調(diào)節(jié)器19、坐標(biāo)變換器20、加法器32、電壓檢測(cè)器33、坐標(biāo)變換器34、感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置35、交流信號(hào)發(fā)生器101和次級(jí)電阻運(yùn)算裝置121。
圖4至圖6以及圖10至圖12所示的變速控制器執(zhí)行所謂的無(wú)速度傳感器的矢量變換控制(speed-sensor-less trans-vector control)。
下面參照附圖描述本發(fā)明變速控制器的運(yùn)行。
圖13是在感應(yīng)電機(jī)2被啟動(dòng)而旋轉(zhuǎn)之前的那一刻的等效電路，即感應(yīng)電機(jī)處于直流激勵(lì)狀態(tài)。
從M軸電流值IM到實(shí)際感應(yīng)M軸電流值EM的傳遞函數(shù)EM(s)/IM(s)用下述等式(2)表示。
EM(s)/IM(s)＝sLM·R2/(sLM+R2)＝R2·sτ2/(sτ2+1) …(2)這里，τ2(＝LM/R2)是次級(jí)時(shí)間常數(shù)，LM是激勵(lì)電感，R2是次級(jí)電阻值。
對(duì)等式(2)進(jìn)行拉普拉斯逆變換，實(shí)際感應(yīng)M軸電壓值eM和實(shí)際M軸電流值iM的關(guān)系表述成等式(3)。
eM＝R2exp(-t/τ2)iM…(3)圖14是圖1和圖4中所示的變速控制器中使用的次級(jí)電阻運(yùn)算裝置41的電路圖。
將交流信號(hào)ΔiM、實(shí)際M軸電流值iM和計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值eM*輸入到次級(jí)電阻運(yùn)算裝置41。次級(jí)電阻運(yùn)算裝置41包括高通濾波器41a、乘法器41b、加法器41c、乘法器41d、調(diào)節(jié)電路41e和存儲(chǔ)電路41f。乘法器41b將使實(shí)際M軸電流值iM通過(guò)高通濾波器41a而獲得的值iM’與計(jì)算的次級(jí)電阻R2**相乘。加法器41c通過(guò)從計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值eM*中減去乘法器41b的輸出來(lái)計(jì)算值eM’。乘法器41d通過(guò)將eM’和交流信號(hào)ΔiM*相乘來(lái)獲得誤差信號(hào)ε。存儲(chǔ)電路41f存儲(chǔ)調(diào)節(jié)電路41e通過(guò)對(duì)誤差信號(hào)ε進(jìn)行積分或比例加積分運(yùn)算獲得的值，作為新的次級(jí)電阻R2**。每次獲得了新的次級(jí)電阻R2**時(shí)，存儲(chǔ)電路41f輸出新的次級(jí)電阻R2**。
下面描述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置41的運(yùn)行。
為了使下面的描述簡(jiǎn)化，假設(shè)與高通濾波器41a的截止頻率fc對(duì)應(yīng)的的時(shí)間常數(shù)(1/2πfc)等于次級(jí)時(shí)間常數(shù)τ2。于是，上面的eM’表述為等式(4)。
eM’＝eM*-(R2**)exp(-t/τ2)iM…(4)把等式(3)代入等式(4)，eM’表示為等式(5)。
eM’＝(R2-R2**)exp(-t/τ2)iM…(5)盡管當(dāng)上述iM為直流量時(shí)eM’在穩(wěn)態(tài)時(shí)為零，由于圖1至圖6所示來(lái)自交流信號(hào)發(fā)生器31的交流信號(hào)ΔiM*引起的交流分量ΔiM而使eM’瞬態(tài)變化。于是，在eM’和ΔiM之間保持下述關(guān)系，其工作波形示于圖15中。
當(dāng)R2**＞R2時(shí)，eM’和ΔiM符號(hào)相反(參見圖15中的(d))。
當(dāng)R2**＜R2時(shí)，eM’和ΔiM符號(hào)相同(參見圖15中的(c))。
所以，在乘法器41d中通過(guò)將eM’和ΔiM相乘得到的誤差信號(hào)ε或者與ΔiM符號(hào)相同的信號(hào)如ΔiM*(參見圖15中的(a))具有下述關(guān)系。
當(dāng)R2**＞R2時(shí)，ε＜0。
當(dāng)R2**＜R2時(shí)，ε＞0。
調(diào)節(jié)電路41e執(zhí)行由下述等式(6)描述的運(yùn)算。R2**＝KP·ε+KI∫εdt…(6)這里，KP是比例時(shí)間常數(shù)，KI是積分常數(shù)。當(dāng)調(diào)節(jié)電路41e僅作積分運(yùn)算時(shí)，等式(6)中的KP設(shè)置為0。
通過(guò)在次級(jí)電阻運(yùn)算裝置41中運(yùn)算等式(6)，計(jì)算的次級(jí)電阻R2**收斂于次級(jí)電阻R2。
圖1至圖12中的感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置35執(zhí)行由下述等式(7)描述的運(yùn)算。
eM*＝VM-R1*·iM-pLσ*·iM…(7)這里，R1*是根據(jù)圖13所示等效電路中感應(yīng)電機(jī)2的初級(jí)電阻R1的初級(jí)電阻設(shè)定值，而Lσ*是根據(jù)圖13所示等效電路中感應(yīng)電機(jī)2的泄漏電感Lσ的的泄漏電感設(shè)定值。
圖16是圖2和圖5所示變速控制器中使用的次級(jí)電阻運(yùn)算裝置51的電路圖。圖16中，與圖14所示相同的組成裝置用相同的標(biāo)號(hào)表示。
將實(shí)際M軸電流值iM和計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值eM*輸入到次級(jí)電阻運(yùn)算裝置51。次級(jí)電阻運(yùn)算裝置51包括高通濾波器41a、乘法器41b、加法器41c、乘法器51a、調(diào)節(jié)電路41e和存儲(chǔ)電路41f。乘法器41b將使實(shí)際M軸電流值iM通過(guò)高通濾波器41a而獲得的值iM’與計(jì)算的次級(jí)電阻R2**相乘。加法器41c通過(guò)從計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值eM*中減去乘法器41b的輸出來(lái)計(jì)算值eM’。乘法器51a通過(guò)將值eM’和上述值iM’相乘來(lái)獲得誤差信號(hào)ε。存儲(chǔ)電路41f存儲(chǔ)調(diào)節(jié)電路41e通過(guò)對(duì)誤差信號(hào)ε進(jìn)行積分或比例加積分運(yùn)算獲得的值，作為新的次級(jí)電阻R2**。每次獲得了新的次級(jí)電阻R2**時(shí)，存儲(chǔ)電路41f輸出新的次級(jí)電阻R2**。
次級(jí)電阻運(yùn)算裝置51通過(guò)在乘法器51a中將參照等式(5)說(shuō)明的eM’與ΔiM或與ΔiM符號(hào)相同的信號(hào)如iM’相乘而獲得誤差信號(hào)ε，并且在輸入誤差信號(hào)ε的調(diào)節(jié)電路41e中使計(jì)算的次級(jí)電阻R2**收斂到次級(jí)電阻R2。
圖17是圖3和圖6所示變速控制器中使用的次級(jí)電阻運(yùn)算裝置61的電路圖。圖17中，與圖14所示相同的組成裝置用相同的標(biāo)號(hào)表示。
將參考M軸電流值iM*、實(shí)際M軸電流值iM和計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值eM*輸入到次級(jí)電阻運(yùn)算裝置61。次級(jí)電阻運(yùn)算裝置61包括高通濾波器41a、乘法器41b、加法器41c、另一加法器61a、乘法器61b、調(diào)節(jié)電路41e和存儲(chǔ)電路41f。乘法器41b將使實(shí)際M軸電流值iM通過(guò)高通濾波器41a而獲得的值iM’與計(jì)算的次級(jí)電阻R2**相乘。加法器41c通過(guò)從計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值eM*中減去乘法器41b的輸出來(lái)計(jì)算值eM’。加法器61a從實(shí)際M軸電流值iM中減去參考M軸電流值iM*。乘法器61b通過(guò)將值eM’和加法器61a的輸出相乘來(lái)得到一誤差信號(hào)ε。存儲(chǔ)電路41f存儲(chǔ)調(diào)節(jié)電路41e通過(guò)對(duì)誤差信號(hào)ε進(jìn)行積分或比例加積分運(yùn)算獲得的值，作為新的次級(jí)電阻R2**。每次獲得了新的次級(jí)電阻R2**時(shí)，存儲(chǔ)電路41f輸出新的次級(jí)電阻R2**。
次級(jí)電阻運(yùn)算裝置61通過(guò)在乘法器61b中將參照等式(5)說(shuō)明的eM’與ΔiM或與ΔiM(如加法器61a的輸出)符號(hào)相同的信號(hào)相乘而獲得誤差信號(hào)ε，并且在輸入誤差信號(hào)ε的調(diào)節(jié)電路41中使計(jì)算的次級(jí)電阻R2**收斂到次級(jí)電阻R2。
圖4至圖6所示的次級(jí)電阻運(yùn)算裝置執(zhí)行所謂的無(wú)速度傳感器的矢量變換控制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，為了產(chǎn)生由參考值發(fā)生器71饋送的參考T軸電壓值VT*和參考相位角θ*，必須使從次級(jí)電阻運(yùn)算裝置輸出的計(jì)算次級(jí)電阻R2**收斂到次級(jí)電阻R2。
在上述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置41、51和61中，與高通濾波器41a的截止頻率fc相對(duì)應(yīng)的時(shí)間常數(shù)(1/2πfc)被設(shè)定成等于次級(jí)時(shí)間常數(shù)τ2。如下所述，時(shí)間常數(shù)(1/2πfc)可以自動(dòng)調(diào)節(jié)為等于次級(jí)時(shí)間常數(shù)τ2。
圖18是用來(lái)替換圖14所示次級(jí)電阻運(yùn)算裝置41的另一個(gè)次級(jí)電阻運(yùn)算裝置42的電路圖。
參照?qǐng)D18，用次級(jí)電阻運(yùn)算裝置42的恒定增益電路42b，使通過(guò)將計(jì)算的次級(jí)電阻R2**與激勵(lì)電感LM的設(shè)定值的倒數(shù)相乘得到的值等于次級(jí)時(shí)間常數(shù)的倒數(shù)(1/τ2)。次級(jí)電阻運(yùn)算裝置42根據(jù)該τ2，調(diào)節(jié)與高通濾波器42a的截止頻率fc對(duì)應(yīng)的時(shí)間常數(shù)(1/2πfc＝τ2*)。
高通濾波器42a的輸出iM’表述成下面的等式(8)。
iM’＝iMexp(-t/τ2*)…(8)圖19是用來(lái)替換圖16所示次級(jí)電阻運(yùn)算裝置51的另一種次級(jí)電阻運(yùn)算裝置52的電路圖。
除了次級(jí)電阻運(yùn)算裝置52采用高通濾波器42a和恒定增益電路42b根據(jù)上述τ2來(lái)設(shè)置高通濾波器42a的截止頻率fc以外，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置52以與次級(jí)電阻運(yùn)算裝置51相似的方式工作。
圖20是用來(lái)替換圖17所示次級(jí)電阻運(yùn)算裝置61的另一種次電阻級(jí)電阻運(yùn)算裝置62的電路圖。
除了次級(jí)電阻運(yùn)算裝置62采用高通濾波器42a和恒定增益電路42b根據(jù)上述τ2來(lái)設(shè)置高通濾波器42a的截止頻率fc以外，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置62以與次級(jí)電阻運(yùn)算裝置61相似的方式工作。
圖21是用來(lái)替換圖14或圖18所示次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的又一種次級(jí)電阻運(yùn)算裝置43的電路圖。
次級(jí)電阻運(yùn)算裝置43從加法器43a中的實(shí)際M軸電流值iM中減去在具有1/Lm的積分增益的積分器43b中對(duì)乘法器41b的輸出(R2**×iM’)積分獲得的值。通過(guò)將加法器43a的輸出設(shè)置為iM’，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置43得到實(shí)現(xiàn)等式(8)的高通濾波器42ad的功能。
圖22是用來(lái)替換圖16或圖19所示次級(jí)電阻運(yùn)算裝置51或52的又一種次級(jí)電阻運(yùn)算裝置53的電路圖。次級(jí)電阻運(yùn)算裝置53用加法器43a和積分器43b得到高通濾波器42a的功能。
圖23是用來(lái)取代圖17或20的次級(jí)電阻運(yùn)算裝置61或62的又一種次級(jí)電阻運(yùn)算裝置63的電路。圖級(jí)電阻運(yùn)算裝置63用加法器43a和積分器43b獲得高通濾波器42a的功能。
下面，描述這樣一種次級(jí)電阻運(yùn)算裝置，該次級(jí)電阻運(yùn)算裝置通過(guò)使產(chǎn)生誤差信號(hào)ε的各輸入信號(hào)中的至少一個(gè)信號(hào)通過(guò)高通濾波器以除去引起輸入信號(hào)偏離的直流分量，從而更精確地得到計(jì)算的次級(jí)電阻R2**。
圖24是用來(lái)替換圖14所示次級(jí)電阻運(yùn)算裝置41的再一種次級(jí)電阻運(yùn)算裝置44的電路圖。
參見圖24，在乘法器41d的輸入側(cè)插入高通濾波器44a和44b，用以從輸入到乘法器41d的信號(hào)中除去直流分量。
可以將高通濾波器44a和44b插入到次級(jí)電阻運(yùn)算裝置42和43的乘法器41d的輸入側(cè)。
圖25是用來(lái)替換圖16所示次級(jí)電阻運(yùn)算裝置51的再一種次級(jí)電阻運(yùn)算裝置54的電路圖。
下面參見圖25，在乘法器51a的輸入側(cè)插入高通濾波器54a和54b，用以從輸入到乘法器51a的信號(hào)中除去直流分量。
可以將高通濾波器54a和54b插入到次級(jí)電阻運(yùn)算裝置52和53的乘法器51a的輸入側(cè)。
圖26是用來(lái)替換圖17所示次級(jí)電阻運(yùn)算裝置61的再一種次級(jí)電阻運(yùn)算裝置64的電路圖。
下面參見圖26，在乘法器61b的輸入側(cè)插入高通濾波器64a和64b，用以從輸入到乘法器61b的信號(hào)中除去直流分量。
可以將高通濾波器64a和64b插入到次級(jí)電阻運(yùn)算裝置62和63的乘法器61b的輸入側(cè)。
下面詳細(xì)說(shuō)明圖7至圖12所示的變速控制器的交流信號(hào)發(fā)生器101和次級(jí)電阻運(yùn)算裝置102、111和121。
圖27是次級(jí)電阻運(yùn)算裝置102的電路圖。圖27中，與圖14相同的組成元件用相同的標(biāo)號(hào)表示。
下面參見圖27，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置102配備有一種調(diào)節(jié)電路102a，用來(lái)替換調(diào)節(jié)電路41e。
下面參照?qǐng)D28，描述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置102的運(yùn)行，圖中描述了用來(lái)說(shuō)明交流信號(hào)發(fā)生器101的工作的波形。
感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置35根據(jù)交流信號(hào)發(fā)生器101輸出的圖28所示的交流信號(hào)ΔiM*，計(jì)算上述等式(7)，以輸出實(shí)際感應(yīng)電壓值eM*。由于等式(7)右邊的第三項(xiàng)是一微分項(xiàng)，所以，在交流信號(hào)ΔiM*的上升沿和下降沿處，會(huì)在實(shí)際感應(yīng)電壓值eM*中產(chǎn)生過(guò)渡誤差(transitional error)。為了避免過(guò)渡誤差，在圖28(B)所示脈沖信號(hào)的Td時(shí)間內(nèi)，停止由調(diào)節(jié)電路102a進(jìn)行的等式(6)的運(yùn)算。
圖18、21和24所示次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的調(diào)節(jié)電路41e可以被調(diào)節(jié)電路102a所替換。
圖29是次級(jí)電阻運(yùn)算裝置111的電路圖。圖29中，與圖16相同的組成元件用相同的標(biāo)號(hào)表示。
下面參見圖29，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置111配備有一種調(diào)節(jié)電路102a，用來(lái)替換調(diào)節(jié)電路41e。
圖19、22和25所示次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的調(diào)節(jié)電路41e可以被調(diào)節(jié)電路102a所替換。
圖30是次級(jí)電阻運(yùn)算裝置121的電路圖。圖30中，與圖17相同的組成元件用相同的標(biāo)號(hào)表示。
下面參見圖30，次級(jí)電阻運(yùn)算裝置121配備有一種調(diào)節(jié)電路102a，用來(lái)替換調(diào)節(jié)電路41e。
圖20、23和26所示次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的調(diào)節(jié)電路41e可以被調(diào)節(jié)電路102a所替換。
如上所述，在使感應(yīng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)之前的直流激勵(lì)時(shí)間內(nèi)的幾秒中內(nèi)，通過(guò)將一基于交流信號(hào)發(fā)生器饋送的具有小幅度的交流信號(hào)的變化電流疊加到激勵(lì)電流上，本發(fā)明的次級(jí)電阻運(yùn)算裝置可以精確地計(jì)算電機(jī)的次級(jí)電阻。根據(jù)這樣計(jì)算的次級(jí)電阻，通過(guò)矢量變換控制，可以恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行電機(jī)的變速控制。
圖1是按照本發(fā)明的交流電機(jī)的變速控制器第一種實(shí)施例的方框圖。
圖2是按照本發(fā)明的交流電機(jī)的變速控制器第二種實(shí)施例的方框圖。
圖3是按照本發(fā)明的交流電機(jī)的變速控制器第三種實(shí)施例的方框圖。
圖4是按照本發(fā)明的交流電機(jī)的變速控制器第四種實(shí)施例的方框圖。
圖5是按照本發(fā)明的交流電機(jī)的變速控制器第五種實(shí)施例的方框圖。
圖6是按照本發(fā)明的交流電機(jī)的變速控制器第六種實(shí)施例的方框圖。
圖7是按照本發(fā)明的交流電機(jī)的變速控制器第七種實(shí)施例的方框圖。
圖8是按照本發(fā)明的交流電機(jī)的變速控制器第八種實(shí)施例的方框圖。
圖9是按照本發(fā)明的交流電機(jī)的變速控制器第九種實(shí)施例的方框圖。
圖10是按照本發(fā)明的交流電機(jī)的變速控制器第十種實(shí)施例的方框圖。
圖11是按照本發(fā)明的交流電機(jī)的變速控制器第十一種實(shí)施例的方框圖。
圖12是按照本發(fā)明的交流電機(jī)的變速控制器第十二種實(shí)施例的方框圖。
圖13是在感應(yīng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)之前那一刻感應(yīng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的等效電路。
圖14是圖1和圖4所示變速控制器中使用的次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的電路圖。
圖15描述的是說(shuō)明圖14所示次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的運(yùn)行的波形。
圖16是圖2和圖5中所示變速控制器中使用的次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的電路圖。
圖17是圖3和圖6中所示變速控制器中使用的次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的電路圖。
圖18是用來(lái)替換圖14中所示次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的另一種次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的電路圖。
圖19是用來(lái)替換圖16中所示次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的另一種次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的電路圖。
圖20是用來(lái)替換圖17中所示次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的另一種次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的電路圖。
圖21是用來(lái)替換圖14或圖18中所示次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的又一種次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的電路圖。
圖22是用來(lái)替換圖16或圖19中所示次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的又一種次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的電路圖。
圖23是用來(lái)替換圖17或圖20中所示次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的又一種次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的電路圖。
圖24是用來(lái)替換圖14中所示次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的再一種次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的電路圖。
圖25是用來(lái)替換圖16中所示次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的再一種次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的電路圖。
圖26是用來(lái)替換圖17中所示次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的再一種次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的電路圖。
圖27是用來(lái)替換圖14中所示次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的再一種次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的電路圖。
圖28是說(shuō)明交流信號(hào)發(fā)生器的工作的波形圖。
圖29是用來(lái)替換圖16中所示次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的再一種次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的電路圖。
圖30是用來(lái)替換圖17中所示次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的再一種次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的電路圖。圖31是交流電機(jī)的普通變速控制器的方框圖。圖中1電源變換器2感應(yīng)電機(jī)3電流檢測(cè)器4速度檢測(cè)器10變速控制電路11參考值發(fā)生器12速度調(diào)節(jié)器13次級(jí)電阻設(shè)置裝置14差頻運(yùn)算裝置15加法器16積分器17坐標(biāo)變換器18T軸電流調(diào)節(jié)器19M軸電流調(diào)節(jié)器20坐標(biāo)變換器30變速控制電路31交流信號(hào)發(fā)生器32加法器33電壓檢測(cè)器34坐標(biāo)變換器35感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置41、42、43、44次級(jí)電阻運(yùn)算裝置50變速控制電路51、52、53、54次級(jí)電阻運(yùn)算裝置60變速控制電路61、62、63、64次級(jí)電阻運(yùn)算裝置70變速控制電路71參考值發(fā)生器80、90、100、110、120、130、140、150變速控制電路101交流信號(hào)發(fā)生器102、111、121次級(jí)電阻運(yùn)算裝置
權(quán)利要求
1.一種交流電機(jī)的變速控制器，它包括檢測(cè)器，用來(lái)檢測(cè)從電源變換器饋送的實(shí)際電壓和實(shí)際電流；坐標(biāo)變換器，用來(lái)將所述實(shí)際電壓分解成M軸電壓分量和垂直于所述M軸電壓分量的T軸電壓分量，以及用來(lái)將所述實(shí)際電流分解成M軸電流分量和垂直于所述M軸電流分量的T軸電流分量，所述變速控制器根據(jù)所述M軸分量和所述T軸分量執(zhí)行對(duì)所述交流電機(jī)的矢量變換(trans-vector)控制，其特征在于，所述變速控制器包含交流信號(hào)發(fā)生器，所述交流信號(hào)發(fā)生器在所述電機(jī)被啟動(dòng)而旋轉(zhuǎn)之前的預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)，產(chǎn)生具有小幅度的交流信號(hào)；參考值發(fā)生器，所述參考值發(fā)生器產(chǎn)生參考M軸電流值、參考速度值和參考次級(jí)磁通量值；第一加法器，所述第一加法器將所述交流信號(hào)和所述參考M軸電流值相加；M軸電流調(diào)節(jié)器，所述M軸電流調(diào)節(jié)器對(duì)所述第一加法器的輸出和所述實(shí)際M軸電流值之差進(jìn)行調(diào)節(jié)操作；速度調(diào)節(jié)器，所述速度調(diào)節(jié)器對(duì)所述參考速度值和所述交流電機(jī)的實(shí)際速度值之差進(jìn)行調(diào)節(jié)操作；T軸電流調(diào)節(jié)器，所述T軸電流調(diào)節(jié)器對(duì)所述速度調(diào)節(jié)器的輸出和所述實(shí)際T軸電流值之差進(jìn)行調(diào)節(jié)操作；坐標(biāo)變換器，所述坐標(biāo)變換器根據(jù)所述T軸電流調(diào)節(jié)器的輸出、所述M軸電流調(diào)節(jié)器的輸出和參考相位角值進(jìn)行坐標(biāo)變換，以此產(chǎn)生所述電源變換器的選通信號(hào)；感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置，所述感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置根據(jù)所述實(shí)際M軸電流值和所述實(shí)際M軸電壓值計(jì)算所述交流電機(jī)的感應(yīng)M軸電壓值；差頻運(yùn)算裝置，所述差頻運(yùn)算裝置根據(jù)所述參考次級(jí)磁通量值、所述速度調(diào)節(jié)器的輸出和計(jì)算的次級(jí)電阻值計(jì)算所述交流電機(jī)的差頻；第二加法器，所述第二加法器將所述差頻與所述實(shí)際速度值相加；積分器，所述積分器對(duì)所述第二加法器的輸出進(jìn)行積分，所述積分器輸出所述積分結(jié)果，作為所述參考相位角值；次級(jí)電阻運(yùn)算裝置，當(dāng)產(chǎn)生所述交流信號(hào)時(shí)，輸入所述交流信號(hào)、所述實(shí)際M軸電流值和所述計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置將通過(guò)高通濾波器的所述實(shí)際M軸電流值與所述計(jì)算的次級(jí)電阻值相乘，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置從所述計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值中減去所述相乘的結(jié)果，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置將所述減去的結(jié)果與所述交流信號(hào)相乘，以此獲得一誤差信號(hào)，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置對(duì)所述誤差信號(hào)執(zhí)行積分或比例加積分運(yùn)算，以此獲得一新計(jì)算的次級(jí)電阻值，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置存儲(chǔ)所述新計(jì)算的次級(jí)電阻值，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置輸出所述新計(jì)算的次級(jí)電阻值；并且當(dāng)所述交流電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述變速控制器根據(jù)所述存儲(chǔ)的計(jì)算次級(jí)電阻值執(zhí)行所述交流電機(jī)的矢量變換控制。
2.一種交流電機(jī)的變速控制器，它包括檢測(cè)器，用來(lái)檢測(cè)從電源變換器饋送的實(shí)際電壓和實(shí)際電流；坐標(biāo)變換器，用來(lái)將所述實(shí)際電壓分解成M軸電壓分量和垂直于所述M軸電壓分量的T軸電壓分量，以及用來(lái)將所述實(shí)際電流分解成M軸電流分量和垂直于所述M軸電流分量的T軸電流分量，所述變速控制器根據(jù)所述M軸分量和所述T軸分量執(zhí)行對(duì)所述交流電機(jī)的矢量變換(trans-vector)控制，其特征在于，所述變速控制器包含交流信號(hào)發(fā)生器，所述交流信號(hào)發(fā)生器在所述電機(jī)被啟動(dòng)而旋轉(zhuǎn)之前的預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)，產(chǎn)生具有小幅度的交流信號(hào)；參考值發(fā)生器，所述參考值發(fā)生器產(chǎn)生參考M軸電流值、參考速度值和參考次級(jí)磁通量值；第一加法器，所述第一加法器將所述交流信號(hào)和所述參考M軸電流值相加；M軸電流調(diào)節(jié)器，所述M軸電流調(diào)節(jié)器對(duì)所述第一加法器的輸出和所述實(shí)際M軸電流值之差進(jìn)行調(diào)節(jié)操作；速度調(diào)節(jié)器，所述速度調(diào)節(jié)器對(duì)所述參考速度值和所述交流電機(jī)的實(shí)際速度值之差進(jìn)行調(diào)節(jié)操作；T軸電流調(diào)節(jié)器，所述T軸電流調(diào)節(jié)器對(duì)所述速度調(diào)節(jié)器的輸出和所述實(shí)際T軸電流值之差進(jìn)行調(diào)節(jié)操作；坐標(biāo)變換器，所述坐標(biāo)變換器根據(jù)所述T軸電流調(diào)節(jié)器的輸出、所述M軸電流調(diào)節(jié)器的輸出和參考相位角值進(jìn)行坐標(biāo)變換，以此產(chǎn)生所述電源變換器的選通信號(hào)；感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置，所述感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置根據(jù)所述實(shí)際M軸電流值和所述實(shí)際M軸電壓值計(jì)算所述交流電機(jī)的感應(yīng)M軸電壓值；差頻運(yùn)算裝置，所述差頻運(yùn)算裝置根據(jù)所述參考次級(jí)磁通量值、所述速度調(diào)節(jié)器的輸出和計(jì)算的次級(jí)電阻值計(jì)算所述交流電機(jī)的差頻；第二加法器，所述第二加法器將所述差頻與所述實(shí)際速度值相加；積分器，所述積分器對(duì)所述第二加法器的輸出進(jìn)行積分，所述積分器輸出所述積分結(jié)果，作為所述參考相位角值；次級(jí)電阻運(yùn)算裝置，當(dāng)產(chǎn)生所述交流信號(hào)時(shí)，輸入所述實(shí)際M軸電流值和所述計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置將通過(guò)高通濾波器的所述實(shí)際M軸電流值與所述計(jì)算的次級(jí)電阻值相乘，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置從所述計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值中減去所述相乘的結(jié)果，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置將所述減去的結(jié)果與通過(guò)所述通過(guò)高通濾波器的實(shí)際M軸電流值相乘，以此獲得一誤差信號(hào)，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置對(duì)所述誤差信號(hào)執(zhí)行積分或比例加積分運(yùn)算，以此獲得一新計(jì)算的次級(jí)電阻值，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置存儲(chǔ)所述新計(jì)算的次級(jí)電阻值，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置輸出所述新計(jì)算的次級(jí)電阻值；并且當(dāng)所述交流電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述變速控制器根據(jù)所述存儲(chǔ)的計(jì)算次級(jí)電阻值執(zhí)行所述交流電機(jī)的矢量變換控制。
3.一種交流電機(jī)的變速控制器，它包括檢測(cè)器，用來(lái)檢測(cè)從電源變換器饋送的實(shí)際電壓和實(shí)際電流；坐標(biāo)變換器，用來(lái)將所述實(shí)際電壓分解成M軸電壓分量和垂直于所述M軸電壓分量的T軸電壓分量，以及用來(lái)將所述實(shí)際電流分解成M軸電流分量和垂直于所述M軸電流分量的T軸電流分量，所述變速控制器根據(jù)所述M軸分量和所述T軸分量執(zhí)行對(duì)所述交流電機(jī)的矢量變換(trans-vector)控制，其特征在于，所述變速控制器包含交流信號(hào)發(fā)生器，所述交流信號(hào)發(fā)生器在所述電機(jī)被啟動(dòng)而旋轉(zhuǎn)之前的預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)，產(chǎn)生具有小幅度的交流信號(hào)；參考值發(fā)生器，所述參考值發(fā)生器產(chǎn)生參考M軸電流值、參考速度值和參考次級(jí)磁通量值；第一加法器，所述第一加法器將所述交流信號(hào)和所述參考M軸電流值相加；M軸電流調(diào)節(jié)器，所述M軸電流調(diào)節(jié)器對(duì)所述第一加法器的輸出和所述實(shí)際M軸電流值之差進(jìn)行調(diào)節(jié)操作；速度調(diào)節(jié)器，所述速度調(diào)節(jié)器對(duì)所述參考速度值和所述交流電機(jī)的實(shí)際速度值之差進(jìn)行調(diào)節(jié)操作；T軸電流調(diào)節(jié)器，所述T軸電流調(diào)節(jié)器對(duì)所述速度調(diào)節(jié)器的輸出和所述實(shí)際T軸電流值之差進(jìn)行調(diào)節(jié)操作；坐標(biāo)變換器，所述坐標(biāo)變換器根據(jù)所述T軸電流調(diào)節(jié)器的輸出、所述M軸電流調(diào)節(jié)器的輸出和參考相位角值進(jìn)行坐標(biāo)變換，以此產(chǎn)生所述電源變換器的選通信號(hào)；感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置，所述感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置根據(jù)所述實(shí)際M軸電流值和所述實(shí)際M軸電壓值計(jì)算所述交流電機(jī)的感應(yīng)M軸電壓值；差頻運(yùn)算裝置，所述差頻運(yùn)算裝置根據(jù)所述參考次級(jí)磁通量值、所述速度調(diào)節(jié)器的輸出和計(jì)算的次級(jí)電阻值計(jì)算所述交流電機(jī)的差頻；第二加法器，所述第二加法器將所述差頻與所述實(shí)際速度值相加；積分器，所述積分器對(duì)所述第二加法器的輸出進(jìn)行積分，所述積分器輸出所述積分結(jié)果，作為所述參考相位角值；次級(jí)電阻運(yùn)算裝置，當(dāng)產(chǎn)生所述交流信號(hào)時(shí)，輸入所述參考M軸電流值、所述實(shí)際M軸電流值和所述計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置將通過(guò)高通濾波器的所述實(shí)際M軸電流與所述計(jì)算的次級(jí)電阻值相乘，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置從所述計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值中減去所述相乘的結(jié)果，所述次級(jí)電阻計(jì)算裝置從所述實(shí)際M軸電流值中減去所述參考M軸電流值，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置將所述減去的結(jié)果相乘，以此獲得一誤差信號(hào)，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置對(duì)所述誤差信號(hào)執(zhí)行積分或比例加積分運(yùn)算，以此獲得一新計(jì)算的次級(jí)電阻值，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置存儲(chǔ)所述新計(jì)算的次級(jí)電阻值，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置輸出所述新計(jì)算的次級(jí)電阻值；并且當(dāng)所述交流電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述變速控制器根據(jù)所述存儲(chǔ)的計(jì)算次級(jí)電阻值執(zhí)行所述交流電機(jī)的矢量變換控制。
4.一種交流電機(jī)的變速控制器，它包括檢測(cè)器，用來(lái)檢測(cè)從電源變換器饋送的實(shí)際電壓和實(shí)際電流；坐標(biāo)變換器，用來(lái)將所述實(shí)際電壓分解成M軸電壓分量和垂直于所述M軸電壓分量的T軸電壓分量，以及用來(lái)將所述實(shí)際電流分解成M軸電流分量和垂直于所述M軸電流分量的T軸電流分量，所述變速控制器根據(jù)所述M軸分量和所述T軸分量執(zhí)行對(duì)所述交流電機(jī)的矢量變換(trans-vector)控制，其特征在于，所述變速控制器包含交流信號(hào)發(fā)生器，所述交流信號(hào)發(fā)生器在所述電機(jī)被啟動(dòng)而旋轉(zhuǎn)之前的預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)，產(chǎn)生具有小幅度的交流信號(hào)；參考值發(fā)生器，所述參考值發(fā)生器產(chǎn)生參考M軸電流值、參考T軸電壓值和參考相位角；加法器，所述加法器將所述交流信號(hào)和所述參考M軸電流值相加；電流調(diào)節(jié)器，所述電流調(diào)節(jié)器對(duì)所述加法器的輸出和所述實(shí)際M軸電流值之差進(jìn)行調(diào)節(jié)操作；坐標(biāo)變換器，所述坐標(biāo)變換器根據(jù)所述電流調(diào)節(jié)器的輸出、所述參考T軸電壓值和所述參考相位角值進(jìn)行坐標(biāo)變換，以此產(chǎn)生所述電源變換器的選通信號(hào)；感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置，所述感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置根據(jù)所述實(shí)際M軸電流值和所述實(shí)際M軸電壓值計(jì)算所述交流電機(jī)的感應(yīng)M軸電壓值；次級(jí)電阻運(yùn)算裝置，當(dāng)產(chǎn)生所述交流信號(hào)時(shí)，輸入所述交流信號(hào)、所述實(shí)際M軸電流值和所述計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置將通過(guò)高通濾波器的所述實(shí)際M軸電流與所述計(jì)算的次級(jí)電阻值相乘，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置從所述計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值中減去所述相乘的結(jié)果，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置將所述減去的結(jié)果與所述交流信號(hào)相乘，以此獲得一誤差信號(hào)，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置對(duì)所述誤差信號(hào)執(zhí)行積分或比例加積分運(yùn)算，以此獲得一新計(jì)算的次級(jí)電阻值，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置存儲(chǔ)所述新計(jì)算的次級(jí)電阻值，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置輸出所述新計(jì)算的次級(jí)電阻值；并且當(dāng)所述交流電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述變速控制器根據(jù)所述存儲(chǔ)的計(jì)算次級(jí)電阻值執(zhí)行所述交流電機(jī)的矢量變換控制。
5.一種交流電機(jī)的變速控制器，它包括檢測(cè)器，用來(lái)檢測(cè)從電源變換器饋送的實(shí)際電壓和實(shí)際電流；坐標(biāo)變換器，用來(lái)將所述實(shí)際電壓分解成M軸電壓分量和垂直于所述M軸電壓分量的T軸電壓分量，以及用來(lái)將所述實(shí)際電流分解成M軸電流分量和垂直于所述M軸電流分量的T軸電流分量，所述變速控制器根據(jù)所述M軸分量和所述T軸分量執(zhí)行對(duì)所述交流電機(jī)的矢量變換(trans-vector)控制，其特征在于，所述變速控制器包含交流信號(hào)發(fā)生器，所述交流信號(hào)發(fā)生器在所述電機(jī)被啟動(dòng)而旋轉(zhuǎn)之前的預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)，產(chǎn)生具有小幅度的交流信號(hào)；參考值發(fā)生器，所述參考值發(fā)生器產(chǎn)生參考M軸電流值、參考T軸電壓值和參考相位角；加法器，所述加法器將所述交流信號(hào)和所述參考M軸電流值相加；電流調(diào)節(jié)器，所述電流調(diào)節(jié)器對(duì)所述加法器的輸出和所述實(shí)際M軸電流值之差進(jìn)行調(diào)節(jié)操作；坐標(biāo)變換器，所述坐標(biāo)變換器根據(jù)所述電流調(diào)節(jié)器的輸出、所述參考T軸電壓值和所述參考相位角值進(jìn)行坐標(biāo)變換，以此產(chǎn)生所述電源變換器的選通信號(hào)；感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置，所述感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置根據(jù)所述實(shí)際M軸電流值和所述實(shí)際M軸電壓值計(jì)算所述交流電機(jī)的感應(yīng)M軸電壓值；次級(jí)電阻運(yùn)算裝置，當(dāng)產(chǎn)生所述交流信號(hào)時(shí)，輸入所述實(shí)際M軸電流值和所述計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置將通過(guò)高通濾波器的所述實(shí)際M軸電流與所述計(jì)算的次級(jí)電阻值相乘，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置從所述計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值中減去所述相乘的結(jié)果，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置將所述減去的結(jié)果與通過(guò)所述高通濾波器的所述實(shí)際M軸電流相乘，以此獲得一誤差信號(hào)，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置對(duì)所述誤差信號(hào)執(zhí)行積分或比例加積分運(yùn)算，以此獲得一新計(jì)算的次級(jí)電阻值，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置存儲(chǔ)所述新計(jì)算的次級(jí)電阻值，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置輸出所述新計(jì)算的次級(jí)電阻值；并且當(dāng)所述交流電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述變速控制器根據(jù)所述存儲(chǔ)的計(jì)算次級(jí)電阻值執(zhí)行所述交流電機(jī)的矢量變換控制。
6.一種交流電機(jī)的變速控制器，它包括檢測(cè)器，用來(lái)檢測(cè)從電源變換器饋送的實(shí)際電壓和實(shí)際電流；坐標(biāo)變換器，用來(lái)將所述實(shí)際電壓分解成M軸電壓分量和垂直于所述M軸電壓分量的T軸電壓分量，以及用來(lái)將所述實(shí)際電流分解成M軸電流分量和垂直于所述M軸電流分量的T軸電流分量，所述變速控制器根據(jù)所述M軸分量和所述T軸分量執(zhí)行對(duì)所述交流電機(jī)的矢量變換(trans-vector)控制，其特征在于，所述變速控制器包含交流信號(hào)發(fā)生器，所述交流信號(hào)發(fā)生器在所述電機(jī)被啟動(dòng)而旋轉(zhuǎn)之前的預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)，產(chǎn)生具有小幅度的交流信號(hào)；參考值發(fā)生器，所述參考值發(fā)生器產(chǎn)生參考M軸電流值、參考T軸電壓值和參考相位角；加法器，所述加法器將所述交流信號(hào)和所述參考M軸電流值相加；電流調(diào)節(jié)器，所述電流調(diào)節(jié)器對(duì)所述加法器的輸出和所述實(shí)際M軸電流值之差進(jìn)行調(diào)節(jié)操作；坐標(biāo)變換器，所述坐標(biāo)變換器根據(jù)所述電流調(diào)節(jié)器的輸出、所述參考T軸電壓值和所述參考相位角值進(jìn)行坐標(biāo)變換，以此產(chǎn)生所述電源變換器的選通信號(hào)；感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置，所述感應(yīng)電壓運(yùn)算裝置根據(jù)所述實(shí)際M軸電流值和所述實(shí)際M軸電壓值計(jì)算所述交流電機(jī)的感應(yīng)M軸電壓值；次級(jí)電阻運(yùn)算裝置，當(dāng)產(chǎn)生所述交流信號(hào)時(shí)，輸入所述參考M軸電流值、所述實(shí)際M軸電流值和所述計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置將通過(guò)高通濾波器的所述實(shí)際M軸電流與所述計(jì)算的次級(jí)電阻值相乘，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置從所述計(jì)算的感應(yīng)M軸電壓值中減去所述相乘的結(jié)果，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置從所述實(shí)際M軸電流值中減去所述參考M軸電流值，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置將所述減去的結(jié)果相乘，以此獲得一誤差信號(hào)，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置對(duì)所述誤差信號(hào)執(zhí)行積分或比例加積分運(yùn)算，以此獲得一新計(jì)算的次級(jí)電阻值，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置存儲(chǔ)所述新計(jì)算的次級(jí)電阻值，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置輸出所述新計(jì)算的次級(jí)電阻值；并且當(dāng)所述交流電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述變速控制器根據(jù)所述存儲(chǔ)的計(jì)算次級(jí)電阻值執(zhí)行所述交流電機(jī)的矢量變換控制。
7.如權(quán)利要求1所述的變速控制器，其特征在于，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的所述高通濾波器包含一調(diào)節(jié)裝置，用來(lái)根據(jù)所述計(jì)算的次級(jí)電阻值將截止頻率調(diào)節(jié)到預(yù)定值。
8.如權(quán)利要求2所述的變速控制器，其特征在于，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的所述高通濾波器包含一調(diào)節(jié)裝置，用來(lái)根據(jù)所述計(jì)算的次級(jí)電阻值將截止頻率調(diào)節(jié)到預(yù)定值。
9.如權(quán)利要求3所述的變速控制器，其特征在于，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的所述高通濾波器包含一調(diào)節(jié)裝置，用來(lái)根據(jù)所述計(jì)算的次級(jí)電阻值將截止頻率調(diào)節(jié)到預(yù)定值。
10.如權(quán)利要求4所述的變速控制器，其特征在于，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的所述高通濾波器包含一調(diào)節(jié)裝置，用來(lái)根據(jù)所述計(jì)算的次級(jí)電阻值將截止頻率調(diào)節(jié)到預(yù)定值。
11.如權(quán)利要求5所述的變速控制器，其特征在于，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的所述高通濾波器包含一調(diào)節(jié)裝置，用來(lái)根據(jù)所述計(jì)算的次級(jí)電阻值將截止頻率調(diào)節(jié)到預(yù)定值。
12.如權(quán)利要求6所述的變速控制器，其特征在于，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置的所述高通濾波器包含一調(diào)節(jié)裝置，用來(lái)根據(jù)所述計(jì)算的次級(jí)電阻值將截止頻率調(diào)節(jié)到預(yù)定值。
13.如權(quán)利要求1所述的變速控制器，其特征在于，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置包含一高通濾波器或多個(gè)高通濾波器，用來(lái)濾除所述實(shí)際M軸電流值或所述計(jì)算的感應(yīng)M軸電流值，或二者都濾除，以此獲得新的實(shí)際M軸電流值或新計(jì)算的感應(yīng)M軸電流值，或以此獲得新的實(shí)際的和計(jì)算的感應(yīng)M軸電流值，并且所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置根據(jù)所述新的電流值或所述多個(gè)新的電流值計(jì)算所述計(jì)算的次級(jí)電阻。
14.如權(quán)利要求2所述的變速控制器，其特征在于，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置包含一高通濾波器或多個(gè)高通濾波器，用來(lái)濾除所述實(shí)際M軸電流值或所述計(jì)算的感應(yīng)M軸電流值，或二者都濾除，以此獲得新的實(shí)際M軸電流值或新計(jì)算的感應(yīng)M軸電流值，或以此獲得新的實(shí)際的和計(jì)算的感應(yīng)M軸電流值，并且所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置根據(jù)所述新的電流值或多個(gè)所述新的電流值計(jì)算所述計(jì)算的次級(jí)電阻。
15.如權(quán)利要求3所述的變速控制器，其特征在于，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置包含一高通濾波器或多個(gè)高通濾波器，用來(lái)濾除所述實(shí)際M軸電流值或所述計(jì)算的感應(yīng)M軸電流值，或二者都濾除，以此獲得新的實(shí)際M軸電流值或新計(jì)算的感應(yīng)M軸電流值，或以此獲得新的實(shí)際的和計(jì)算的感應(yīng)M軸電流值，并且所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置根據(jù)所述新的電流值或多個(gè)所述新的電流值計(jì)算所述計(jì)算的次級(jí)電阻。
16.如權(quán)利要求4所述的變速控制器，其特征在于，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置包含一高通濾波器或多個(gè)高通濾波器，用來(lái)濾除所述實(shí)際M軸電流值或所述計(jì)算的感應(yīng)M軸電流值，或二者都濾除，以此獲得新的實(shí)際M軸電流值或新計(jì)算的感應(yīng)M軸電流值，或以此獲得新的實(shí)際的和計(jì)算的感應(yīng)M軸電流值，并且所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置根據(jù)所述新的電流值或多個(gè)所述新的電流值計(jì)算所述計(jì)算的次級(jí)電阻。
17.如權(quán)利要求5所述的變速控制器，其特征在于，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置包含一高通濾波器或多個(gè)高通濾波器，用來(lái)濾除所述實(shí)際M軸電流值或所述計(jì)算的感應(yīng)M軸電流值，或二者都濾除，以此獲得新的實(shí)際M軸電流值或新計(jì)算的感應(yīng)M軸電流值，或以此獲得新的實(shí)際的和計(jì)算的實(shí)際感應(yīng)M軸電流值，并且所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置根據(jù)所述新的電流值或多個(gè)所述新的電流值計(jì)算所述計(jì)算的次級(jí)電阻。
18.如權(quán)利要求6所述的變速控制器，其特征在于，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置包含一高通濾波器或多個(gè)高通濾波器，用來(lái)濾除所述實(shí)際M軸電流值或所述計(jì)算的感應(yīng)M軸電流值，或二者都濾除，以此獲得新的實(shí)際M軸電流值或新計(jì)算的感應(yīng)M軸電流值，或以此獲得新的實(shí)際的和計(jì)算的感應(yīng)M軸電流值，并且所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置根據(jù)所述新的電流值或多個(gè)所述新的電流值計(jì)算所述計(jì)算的次級(jí)電阻。
19.如權(quán)利要求1所述的變速控制器，其特征在于，所述交流信號(hào)發(fā)生器包含一脈沖信號(hào)發(fā)生器，所述脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生與所述交流信號(hào)的上升沿和下降沿同步的具有預(yù)定時(shí)間寬度的脈沖信號(hào)，所述脈沖信號(hào)輸入到所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置當(dāng)所述脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生所述脈沖信號(hào)時(shí)停止所述次級(jí)電阻值的運(yùn)算。
20.如權(quán)利要求2所述的變速控制器，其特征在于，所述交流信號(hào)發(fā)生器包含一脈沖信號(hào)發(fā)生器，所述脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生與所述交流信號(hào)的上升沿和下降沿同步的具有預(yù)定時(shí)間寬度的脈沖信號(hào)，所述脈沖信號(hào)輸入到所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置當(dāng)所述脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生所述脈沖信號(hào)時(shí)停止所述次級(jí)電阻值的運(yùn)算。
21.如權(quán)利要求3所述的變速控制器，其特征在于，所述交流信號(hào)發(fā)生器包含一脈沖信號(hào)發(fā)生器，所述脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生與所述交流信號(hào)的上升沿和下降沿同步的具有預(yù)定時(shí)間寬度的脈沖信號(hào)，所述脈沖信號(hào)輸入到所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置當(dāng)所述脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生所述脈沖信號(hào)時(shí)停止所述次級(jí)電阻值的運(yùn)算。
22.如權(quán)利要求4所述的變速控制器，其特征在于，所述交流信號(hào)發(fā)生器包含一脈沖信號(hào)發(fā)生器，所述脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生與所述交流信號(hào)的上升沿和下降沿同步的具有預(yù)定時(shí)間寬度的脈沖信號(hào)，所述脈沖信號(hào)輸入到所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置當(dāng)所述脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生所述脈沖信號(hào)時(shí)停止所述次級(jí)電阻值的運(yùn)算。
23.如權(quán)利要求5所述的變速控制器，其特征在于，所述交流信號(hào)發(fā)生器包含一脈沖信號(hào)發(fā)生器，所述脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生與所述交流信號(hào)的上升沿和下降沿同步的具有預(yù)定時(shí)間寬度的脈沖信號(hào)，所述脈沖信號(hào)輸入到所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置當(dāng)所述脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生所述脈沖信號(hào)時(shí)停止所述次級(jí)電阻值的運(yùn)算。
24.如權(quán)利要求6所述的變速控制器，其特征在于，所述交流信號(hào)發(fā)生器包含一脈沖信號(hào)發(fā)生器，所述脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生與所述交流信號(hào)的上升沿和下降沿同步的具有預(yù)定時(shí)間寬度的脈沖信號(hào)，所述脈沖信號(hào)輸入到所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置，所述次級(jí)電阻運(yùn)算裝置當(dāng)所述脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生所述脈沖信號(hào)時(shí)停止所述次級(jí)電阻值的運(yùn)算。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種便于進(jìn)行交流電機(jī)的次級(jí)電阻計(jì)算而無(wú)需實(shí)際使交流電機(jī)旋轉(zhuǎn)的交流電機(jī)的矢量變換控制器。它包含變速控制電路30，該控制電路包括次級(jí)電阻運(yùn)算裝置31和次級(jí)電阻運(yùn)算裝置41至44中的一個(gè)，該控制電路通過(guò)在直流激勵(lì)狀態(tài)下，在感應(yīng)電機(jī)2啟動(dòng)之前，將從交流信號(hào)發(fā)生器31輸出的具有小幅度的交流信號(hào)疊加到參考電流值上來(lái)改變直流激勵(lì)電流并計(jì)算感應(yīng)電機(jī)2的次級(jí)電阻。
文檔編號(hào)H02P27/04GK1169056SQ9711273
公開日1997年12月31日 申請(qǐng)日期1997年6月10日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月10日
發(fā)明者田島宏一, 海田英俊, 鐵谷裕司 申請(qǐng)人:富士電機(jī)株式會(huì)社