阅读说明：本技术 一种异步电机矢量控制系统 (Asynchronous motor vector control system ) 是由 胡丹 邓歆 朱文白 于 2019-12-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种异步电机矢量控制系统,包括异步电机和控制中心,所述异步电机与控制中心实现双相连接,所述控制中心的连接端均与扭矩增压中心、电源控制中心和处理中心实现双相连接,并且异步电机的连接端均与定子电流检测模块、电流矢量检测模块和扭矩检测模块实现双相连接,本发明涉及异步电机控制系统技术领域。该异步电机矢量控制系统,在特定情况下使异步电机可以临时超过负载线,而且超过负载线也不用担心异步电机的损坏,这样一来便会让异步电机的驱动扭力更强,从而让适用范围更加的广泛,不会再受到负载线的限制,有效的增强的异步电机的适用性,让异步电机的适用范围更加广泛,这利于了人们的使用。(The invention discloses an asynchronous motor vector control system which comprises an asynchronous motor and a control center, wherein the asynchronous motor is in double-phase connection with the control center, the connecting ends of the control center are in double-phase connection with a torque boosting center, a power supply control center and a processing center, and the connecting ends of the asynchronous motor are in double-phase connection with a stator current detection module, a current vector detection module and a torque detection module. This asynchronous machine vector control system makes asynchronous machine can exceed the load line temporarily under the specific conditions, surpasss the load line and also need not worry asynchronous machine's damage in addition, so just can let asynchronous machine's drive torsion stronger to let application scope more extensive, can not receive the restriction of load line again, the applicability of effectual reinforcing asynchronous machine, let asynchronous machine's application scope more extensive, this use that has done benefit to people.)

一种异步电机矢量控制系统

技术领域

本发明涉及异步电机控制系统技术领域，具体为一种异步电机矢量控制系统。

背景技术

异步电动机又称感应电动机，是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机，三相异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械，例如：风机、泵、压缩机、机床、轻工及矿山机械、农业生产中的脱粒机和粉碎机、农副产品中的加工机械等等。 结构简单、制造容易、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高并具有适用的工作特性，作电动机运行的异步电机。因其转子绕组电流是感应产生的，又称感应电动机，在电力系统的总负荷中，异步电动机的用电量占相当大的比重。

由于异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，由提出三相电机磁场定向控制方法后，通过异步电机矢量控制理论来解决交流电机转矩控制问题。矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的，其实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度，磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量，经坐标变换，实现正交或解耦控制，也就是说，控制异步电机时需要配合使用矢量控制系统，这样能够使控制效果更好。

现有的异步电机矢量控制系统没有增压功能，控制方法没有创新，这样一来在控制使用过程中只能严格按照标准负载数值进行使用，但是在紧急情况下需要超过负载控制线时却无法继续进行操作，只能严格依照标准控制线来使用，这样很可能会出现异步电机失控甚至损坏的情况，而且限制了的异步电机的适用范围，在一些需要较高扭矩的场合单一型号的异步电机便不能进行适用，给人们带来了不必要的麻烦，并不利于人们使用。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种异步电机矢量控制系统，解决了现有的异步电机矢量控制系统没有增压功能的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种异步电机矢量控制系统，包括异步电机和控制中心，所述异步电机与控制中心实现双相连接，所述控制中心的连接端均与扭矩增压中心、电源控制中心和处理中心实现双相连接，并且异步电机的连接端均与定子电流检测模块、电流矢量检测模块和扭矩检测模块实现双相连接，所述电源控制中心与外部电源实现双相连接，并且外部电源与电流输出检测模块实现双相连接，所述电流输出检测模块的输出端与异步电机的输入端电性连接，并且定子电流检测模块和电流矢量检测模块均与处理中心实现双相连接。

优选的，所述处理中心与电磁解耦模块实现双向连接，并且电流输出检测模块的输出端与控制中心的输入端连接。

优选的，所述扭矩增压中心的输出端与异步电机的输入端连接，并且外部电源的输出端与异步电机的输入端连电性连接。

优选的，所述电源控制中心包括数据收发模块、电流稳定模块、电流调控模块和电流控制模块。

优选的，所述控制中心包括信息收发模块、电机控制模块、电源控制开关，数据接收模块、数据对比模块和反馈模块。

优选的，所述扭矩增压中心包括电源控制模块、连接创建模块、信息执行模块和电机调控模块，并且处理中心包括数据发送模块和数值分析模块。

（三）有益效果

本发明提供了一种异步电机矢量控制系统。具备以下有益效果：

（1）、该异步电机矢量控制系统，通过控制中心的连接端均与扭矩增压中心、电源控制中心和处理中心实现双相连接，异步电机的连接端均与定子电流检测模块、电流矢量检测模块和扭矩检测模块实现双相连接，电源控制中心与外部电源实现双相连接，外部电源与电流输出检测模块实现双相连接，电流输出检测模块的输出端与异步电机的输入端电性连接，定子电流检测模块和电流矢量检测模块均与处理中心实现双相连接，处理中心包括数据发送模块和数值分析模块，可让在特定情况下使异步电机可以临时超过负载线，提高异步电机的扭力，增加其扭矩，而且不用担心异步电机的损坏，这样一来便会让异步电机的驱动扭力更强，适用范围更加广泛，不会再受到负载线的限制，有效的增强的异步电机的适用性，让异步电机的适用范围更加广泛，这利于人们使用。

（2）、该异步电机矢量控制系统，通过扭矩增压中心的输出端与异步电机的输入端连接，外部电源的输出端与异步电机的输入端连电性连接，处理中心与电磁解耦模块实现双向连接，电流输出检测模块的输出端与控制中心的输入端连接，控制中心包括信息收发模块、电机控制模块、电源控制开关，数据接收模块、数据对比模块和反馈模块，可以将运行过程中和静止状态下的异步电机本体的全部数据进行收集，并将这些数据进行汇总，这样一来使用者可以更加清晰方便的控制整个异步电机，可以有效避免异步电机出现事故，让操控起来也更加方便，而且使用者也能够更加了解异步电机。

附图说明

图1为本发明系统原理的结构框图；

图2为本发明电源控制中心系统原理的结构框图；

图3为本发明控制中心系统原理的结构框图；

图4为本发明处理中心系统原理的结构框图；

图5为本发明扭矩增压中心系统原理的结构框图。

图中，1、异步电机；2、控制中心；3、扭矩增压中心；4、电源控制中心；5、处理中心；6、定子电流检测模块；7、电流矢量检测模块；8、扭矩检测模块；9、外部电源；10、电流输出检测模块；11、电磁解耦模块；12、数据收发模块；13、电流稳定模块；14、电流调控模块；15、电流控制模块；16、信息收发模块；17、电机控制模块；18、电源控制开关；19、数据接收模块；20、数据对比模块；21、反馈模块；22、电源控制模块；23、连接创建模块；24、信息执行模块；25、电机调控模块；26、数据发送模块；27、数值分析模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明实施例提供一种技术方案：一种异步电机矢量控制系统，包括异步电机1和控制中心2，异步电机1与控制中心2实现双相连接，控制中心2的连接端均与扭矩增压中心3、电源控制中心4和处理中心5实现双相连接，并且异步电机1的连接端均与定子电流检测模块6、电流矢量检测模块7和扭矩检测模块8实现双相连接，电源控制中心4与外部电源9实现双相连接，并且外部电源9与电流输出检测模块10实现双相连接，电流输出检测模块10的输出端与异步电机1的输入端电性连接，并且定子电流检测模块6和电流矢量检测模块7均与处理中心5实现双相连接，矢量控制也称为磁场导向控制，是一种利用变频器（VFD）控制三相交流电机的技术，利用调整变频器的输出频率、输出电压的大小及角度，来控制电机的输出，其特性是可以分别控制电机的磁场及转矩，类似他激式直流电机的特性，由于处理时会将三相输出电流及电压以矢量来表示，因此称为矢量控制，直流电机的电枢磁通势和励磁磁通势在空间上的正交关系，使得直流电机的磁通和转矩能够通过调节励磁电流和电枢电流分别得到控制，与直流电机不同，交流电机只有定子一侧有电源输入，要分开产生磁的电流和产生转矩的电流并不容易，矢量控制的基本原理就是用电磁解耦的方法区分开产生转矩的电流和产生磁通的电流，然后像直流电机一样分别进行控制，从而获得理想的静态特性和动态特性(甚至超过直流调速系统的性能)。

本发明中，处理中心5与电磁解耦模块11实现双向连接，并且电流输出检测模块10的输出端与控制中心2的输入端连接，采用矢量控制方式的通用变频器不仅可在调速范围上与直流电动机相匹配，而且可以控制异步电动机产生的转矩。由于矢量控制方式所依据的是准确的被控异步电动机的参数，有的通用变频器在使用时需要准确地输入异步电动机的参数，有的通用变频器需要使用速度传感器和编码器，鉴于电机参数有可能发生变化，会影响变频器对电机的控制性能，并根据辨识结果调整控制算法中的有关参数，从而对普通的异步电动机进行有效的矢量控制。

本发明中，扭矩增压中心3的输出端与异步电机1的输入端连接，并且外部电源9的输出端与异步电机1的输入端连电性连接，三相异步电动机定子绕组加对称电压后，产生一个旋转气隙磁场，转子绕组导体切割该磁场产生感应电势。由于转子绕组处于短路状态会产生一个转子电流。转子电流与气隙磁场相互作用就产生电磁转矩，从而驱动转子旋转。电动机的转速一定低于磁场同步转速，因为只有这样转子导体才可以感应电势从而产生转子电流和电磁转矩。所以该电机被称为异步机，也叫感应电机。

本发明中，电源控制中心4包括数据收发模块12、电流稳定模块13、电流调控模块14和电流控制模块15，电源控制中心4为外部电源中心，用于工作电力输送和使用。

本发明中，控制中心2包括信息收发模块16、电机控制模块17、电源控制开关18，数据接收模块19、数据对比模块20和反馈模块21，电源控制开关18是电源管理器应用于控制系统中的可编程开关模块，数据对比模块20的型号为LM239。

本发明中，扭矩增压中心3包括电源控制模块22、连接创建模块23、信息执行模块24和电机调控模块25，并且处理中心5包括数据发送模块26和数值分析模块27。

使用时，首先通过控制中心2中的电机控制模块控制异步电机1的启动，然后在异步电机1启动后由电流输出检测模块10和电流矢量检测模块7对异步电机1的电流磁场进检测，然后将数据输送至处理中心5中，在由处理中心5中的数据发送模块26发送至控制中心2中，这样控制中心2就可以清楚的得知异步电机1的情况，接着便会通过控制中心2俩根据磁场定向原理分别对异步电机1的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电机1，此时异步电机1被控制，此时就可以通过位于外部的电源控制中心4中的电流调控模块14控制电流并通过数据收发模块12将调整信息输送至控制中心2后便可进行调整异步电机1，输送至控制中心2的数据由数据接收模块19接收并存放，然后就是正常工作，在工作途中，扭矩检测模块8会对异步电机1的输出扭力进行检测，并且检测信息发送至控制中心2中，这是控制中心2中的信息收发模块16便会进行接收，然后控制中心2内部的数据对比模块20将接收到的数据与电流输出检测模块10和电流矢量检测模块7发送来的数据进行对比，检测是否匹配，如果不匹配那么就代表异步电机1过载也就说明其扭矩没有达到当前所匹配电流应该达到的扭矩，这时控制中心2便会通过反馈模块21将此信息反馈至扭矩增压中心3和电源控制中心4中，接着电源控制中心4通过内部的电流稳定模块13和电流控制模块15调控外部电量，然后扭矩增压中心3在收到信息后由信息执行模块24进行执行，首先通过电机调控模块25控制异步电机1，在通过连接创建模块23创建连接，在通过电源控制模块22大幅度增加驱动异步电机1的电流并调控其驱动力，让扭力大幅度增强，此时异步电机1仍然由外部电源9供电，电流输出检测模块10将异步电机1接收到的电力进行检测，并计算出除去基本电源用作增压的电量是多少，并将数据输送至控制中心2，增压后，扭矩增压中心3便处于始终开启状态，然后就进行等待，等到数据对比模块20检测到电流输出检测模块10、电流矢量检测模块7和扭矩检测模块8检测到的数据相匹配甚至扭矩超过输出电力后通过反馈模块21向扭矩增压中心3和电源控制中心4进行反馈，同时通过电源控制开关18关闭增压电源，这样便可继续工作。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。