具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明 实施方式作进一步地描述。

请参考图1，一种三相逆变器带异步电机端子无残压的带速重投系统，包括 以下：

直流电源、三相IGBT逆变桥、三相异步电机、电机负载和LC滤波电路； 所述LC滤波电路包括滤波电感和滤波电容C；

图1中，从左至右依次为直流电源、三相IGBT逆变桥、LC滤波电路、三相 异步电机和电机负载；其中芯片DSP未视出；

LC滤波电路；所述LC滤波电路包括滤波电感L和滤波电容C；

所述直流电源与所述三相IGBT逆变桥的输入端电气连接；所述三相IGBT 逆变桥的输出端与所述LC滤波电路的输入端电气连接；所述LC滤波电路的输 出端与所述三相异步电机电气连接；三相异步电机与负载通过联轴器连接；

所述三相IGBT逆变桥控制采用芯片DSP。

请参考图2，图2是本发明带速重投方法的流程图；一种三相逆变器带异步 电机端子无残压的带速重投方法，具体包括以下步骤：

S101：向所述三相异步电机注入预设频率的电流，通过电流闭环控制电流按 照设定的幅值输出，由于电流的作用，电机端子出现感应电压；

步骤S101中，电流闭环控制电流按照设定的幅值输出具体为：通过LC滤波 电路检测注入的电流以进行反馈修订；检测注入的电流计算式如下：

上式经过CLARK变换，得到两相静止坐标系下的电机电流，如下式：

i_a、i_b、i_c为电机的三相电流；i_La、i_Lb、i_Lc为检测到的滤波电感L的电流；u_a、 u_b、u_c为检测的滤波电容C的电压。

S102：将感应电压作为三相异步电机端的输入电压，将预设频率的电流作为 三相异步电机的输入电流，并将所述输入电压和所述输入电流输入至所述芯片 DSP；

S103：所述芯片DSP根据输入电压、输入电流以及三相异步电机数学模型， 计算得到三相异步电机转子磁链；

S104：根据转子磁链和输入电流计算得到三相异步电机的转差角频率；

S105：根据给定的三相异步电机定子频率和所述转差角频率，计算得到三相 异步电机的转子角频率；

S106：根据三相异步电机转子角频率计算得到异步电机端子无残压情况下的 电机转速。

步骤S101中，所述预设频率的电流，其电流幅值为电机的空载电流。

请参考图3，图3是本发明电机转速辨识方法的控制原理框图；

图3中，三相异步电机有转速并且端子上无残压，给电机注入一定幅值的电 流，通过电流闭环PI调节器控制，会在电机端子上响应出电压，根据检测反馈 的电流信号和响应的电压信号，根据开环矢量估计算法可以根据电机模型估算 得到电机转子磁链，根据转子磁链和电机电流可以计算出电机转差频率，已知 当前的定子频率(注入频率当前值)，可以根据开环矢量估算出转差频率，电机转 子频率就可以通过定子频率减去转差频率得到，也即可以估算出电机转速。式 中，为dq坐标系下电流注入的d轴给定值，一般设为30％的额定电流，为dq 坐标系下电流注入的q轴给定值，一般设为零，i_d，i_q为dq坐标系下的反馈电流， u_d，u_q为电流环PI调节器的输出电压dq轴分量；为电流注入的角频率，θ_r为 注入的角频率积分得到的定子电压相位，i_a，b，c为检测的电机三相电流，u_a，b，c为检 测的电机三相电压，i_alfa，beta为经过CLARK变换得到的αβ坐标系下的定子电流， u_alfa，beta为经过CLARK变换得到的αβ坐标系下的定子电压，w_sl为根据电机模型 通过开环矢量估算得到的电机转差角频率。

步骤S103中，计算得到的三相异步电机转子磁链的公式如式(1)所示：

式(1)中，ψ_rα、ψ_rβ是两相静止坐标系αβ系下的转子磁链；ψ_sα、ψ_sβ是两 相静止坐标系下的定子磁链；i_sα、i_sβ是两相静止坐标系下的定子电流，即所述 输入电流；L_m为定子与转子同轴绕组的等效互感，L_s为定子绕组的等效自感，L_r为转子绕组的等效自感。

两相静止坐标系下的定子磁链的计算公式如式(2)所示：

式(2)中，R_s为定子电阻，u_sα、u_sβ是两相静止坐标系下的定子电压，即 所述输入电压。

步骤S104中，计算得到的转差角频率具体如式(3)所示：

式(3)中，异步电机转差角频率为w_sl。

步骤S105中，计算得到三相异步电机的转子角频率具体如式(4)：

式(4)中，异步电机转子角频率为w_r；为给定的异步电机定子频率。

步骤S106中，电机转速的计算公式如式(5)：

式(5)中，n_p为三相异步电机的极对数。

辨识完成电机转速之后，根据异步电机控制预先设计的VF曲线，给定频率 就是电机当前转速对应的频率，电压就是当前频率根据VF曲线查询到的电压， 将电压升到设定值，此时再根据VF控制曲线进行升频升压控制，直到电机达到 设定的目标转速值。

下面提供一种实施例。

通过MATLAB仿真分析可知该方法辨识精度高，快速性好，可行性高，工 程实施性强。仿真中三相异步电机的电机参数为：额定功率15kW，电机额定电 压380V，电机额定电流22.7A，电机极对数为2，电机额定频率50Hz，电机额 定转速为1500rpm，定子电阻为R_s＝2.261Ω，转子电阻为R_r＝1.157Ω，定子电感为 L_s＝0.0787H，转子电感为L_r＝0.0779H，等效互感为L_s＝0.0765H。仿真中先将三 相异步电机的初始转速1200rpm，以模拟电机端子无残压电机带速的工况，此时 需要辨识电机转速，注入90％的额定转速(或停机前的转速)所对应的频率和一定 幅值的电流，通过电流环PI调节输出电压，注入电流的幅值选择一般在30％～50％的额定电流。本次仿真中注入95％的额定频率，注入45％的额定电流， 电机定子频率从95％开始按照一定斜率递减。图4为电流注入之后响应的电机 电流波形图，图5为电机注入之后逆变器输出的三相电压，图6为经过本发明 提到的开环矢量转差估算的方法辨识出的电机转速与实际的电机转速，图4中， 从时间轴开始后，第一个四分之一周期内，从上至下的曲线依次表示：A、B、 C三相电流；图5中，从时间轴开始后，第一个四分之一周期内，从上至下的曲 线依次表示：电机AB相、BC相、CA相线电压；图6中，从时间轴开始后第 0s至0.02s之间，上方曲线为辨识出的电机转速、下方曲线为真实的电机转速； 通过图4，图5，图6可以看出，本发明的方法电机电流和电压平稳，辨识速度 快，辨识精度高，图6中可以看出在时间0.1s时真实转速和辨识转速相差50rpm， 在时间0.2s时真实转速和辨识转速相差4rpm，估算误差小于0.36％，时间小于 0.2s，在时间0.5s时转速辨识误差大约在1rpm，因此可以看出本方法的准确性 和实用性。此外，本发明的转速辨识方法亦在实验室中得到实验验证。

本发明的有益效果是：不仅提供了逆变器故障停机且电机端电压为零电机带 速时候的逆变器重投，也适合于在逆变器启动时，电机本身就带速，比如电机 由于外界因素导致电机一直在转，或者逆变器停机时，由于电机停止转动需要 时间，如果逆变器在停机之后很短时间内再启动，此时电机带速，这些状态的 电机带速但是端子上没有电压的情况。该方法使得电机重投平稳、迅速，较好 的提高了驱动系统的容错率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。