转差频率计算方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电机控制技术领域，特别涉及一种转差频率计算方法及系统。
【背景技术】
[0002] 异步电动机定子频率与转子频率并不同步，二者的差称为转差频率（《sl)。在进 行恒压频比（V/F)控制时，为了使电机输出转速不受电机所带负载的影响，需要在给定转 速处补偿准确的转差频率（《sl)。在进行转子磁链定向矢量控制时，也需要准确的转差频 率（《sl)与通过编码器检测到的电机转子转速（')求和，得到电机定子同步频率（、）。
[0003] 目前转差频率《sl通常由式（1)获得。
【主权项】
1. 一种转差频率计算方法，应用于异步电机，其特征在于，包含以下步骤： 在静止坐标系下，分别计算所述电机的电磁功率与定子磁链幅值； 根据所述电磁功率与所述定子磁链幅值，计算所述转差频率。
2. 根据权利要求1所述的转差频率计算方法，其特征在于，在所述根据所述电磁功率 与所述定子磁链幅值，计算所述转差频率的步骤中， 通过如下关系计算所述转差频率
其中，《sl为所述转差频率，L为所述电机的转子电阻，Pe为电磁功率，ω ^为所述电机 的同步频率，！^为所述电机的定子磁链幅值。
3. 根据权利要求2所述的转差频率计算方法，其特征在于，在所述根据所述电磁功率 与所述定子磁链幅值，计算所述转差频率的步骤中，包含以下子步骤： 在静止两相坐标系下，对所述电机定子磁链的状态方程进行拉氏变换； 根据拉氏变换后的方程式，计算出所述转差频率的初始表达式；其中，所述初始表达式 如τ
根据如下关系式，对所述初始表达式进行变换计算，得到叫/ =尽:
Φ产Φ s 其中，Lm为转子与定子互感，L为转子电感，1\为所述电机的转子时间常数，isa为所述 电机定子的a相电流，isfi为所述电机定子的β相电流，为所述电机的转子磁链幅值， Φ μ为所述转子磁链幅值的a轴分量，φ d为所述转子磁链幅值的β轴分量，φ s为所述 电机的定子磁链幅值，Φ3α为所述定子磁链幅值的a轴分量，φ sfi为所述定子磁链幅值的 β轴分量，Te为电磁转矩。
4. 根据权利要求1所述的转差频率计算方法，其特征在于，在所述计算所述电机的电 磁功率的步骤中，包含以下子步骤： 计算所述电机的有功功率； 计算所述电机的定子消耗功率； 将所述有功功率减去所述定子消耗功率，得出所述电磁功率。
5. 根据权利要求4所述的转差频率计算方法，其特征在于，在所述计算所述电机的有 功功率的步骤中，包含以下子步骤： 采集所述电机的三相电流，并通过克拉克变换，得到两相正交电流； 根据输入所述电机的定子电压与如下关系式，计算所述有功功率 Pact= U aia+Upip 其中，ia、ip分别为a相、β相电流，U a、Up分别为定子的a相、β相电压，P art为 所述有功功率。
6. 根据权利要求1所述的转差频率计算方法，其特征在于，在所述计算所述电机的定 子磁链幅值的步骤中，包含以下子步骤： 计算所述电机的反电动势； 将所述反电动势通过低通滤波器，获取所述电机的定子磁链； 根据所述定子磁链计算定子磁链幅值； 对计算的定子磁链幅值进行修正，得到修正后的定子磁链幅值。
7. -种转差频率计算系统，应用于异步电机，其特征在于，该转差频率计算系统包含： 电磁功率计算单元、定子磁链幅值计算单元与转差频率计算单元； 所述电磁功率计算单元，用于在静止坐标系下计算所述电机的电磁功率； 所述定子磁链幅值计算单元，用于在静止坐标系下计算所述电机的定子磁链幅值； 所述转差频率计算单元，用于根据所述电磁功率与所述定子磁链幅值，计算所述转差 频率。
8. 根据权利要求7所述的转差频率计算系统，其特征在于，所述转差频率计算单元，通 过如下关系计算所述转差频率
其中，《sl为所述转差频率，L为所述电机的转子电阻，Pe为电磁功率，ω ^为所述电机 的同步频率，！^为所述电机的定子磁链幅值。
9. 根据权利要求8所述的转差频率计算系统，其特征在于，所述转差频率计算单元，包 含拉氏变换子单元、初始表达式计算子单元、关系式变换子单元； 所述拉氏变换子单元，用于在静止两相坐标系下，对所述电机定子磁链的状态方程进 行拉氏变换； 所述初始表达式计算子单元，用于根据拉氏变换后的方程式，计算出所述转差频率的 初始表达式；其中，所述初始表达式如下
所述关系式变换子单元，用于根据如下关系式，对所述初始表达式进行变换计算，得到
Φ产Φ s 其中，LmS转子与定子的互感，Lr为转子电感，1\为所述电机的转子时间常数，isa为所 述电机定子的a相电流，isP为所述电机定子的β相电流，为所述电机的转子磁链幅 值，Φ μ为所述转子磁链幅值的a轴分量，φ d为所述转子磁链幅值的β轴分量，φ 3为 所述电机的定子磁链幅值，Φ3α为所述定子磁链幅值的a轴分量，φ sP为所述定子磁链幅 值的β轴分量，Te为电磁转矩。
10.根据权利要求7所述的转差频率计算系统，其特征在于，所述定子磁链幅值计算单 元，包含定子磁链的计算子单元、定子磁链幅值计算及修正子单元； 所述定子磁链的计算子单元，用于计算所述电机的反电动势，并将所述反电动势通过 所述低通滤波器，获取所述电机的定子磁链； 所述定子磁链幅值计算及修正子单元，用于根据所述定子磁链计算定子磁链幅值，并 进行修正，得到修正后的定子磁链幅值。
【专利摘要】本发明涉及电机控制技术领域，公开了一种转差频率计算方法及系统。本发明中，转差频率计算方法，应用于异步电机，包含以下步骤：在静止坐标系下，分别计算电机的电磁功率与定子磁链幅值；根据电磁功率与定子磁链幅值，计算转差频率。与现有技术相比，是在静止坐标系下，对电机的电磁功率与定子磁链幅值进行计算，再根据计算得到的电磁功率与定子磁链幅值来计算电机的转差频率。由于计算电机的电磁功率与定子磁链幅值是在静止坐标系下进行的，不需要在同步旋转坐标系下分解电机的电流，避免了矢量控制时定向不准确或V/F控制时电机有功电流与无功电流计算不准确对转差频率计算造成的影响，可以准确地计算出电机的转差频率。
【IPC分类】H02P21-14
【公开号】CN104734597
【申请号】CN201510134236
【发明人】付凤超, 陈伟, 金辛海, 蔡亮
【申请人】上海新时达电气股份有限公司, 上海辛格林纳新时达电机有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月25日