基于定子磁鏈估測(cè)的異步電機(jī)無(wú)速度

1、基于定子磁鏈估測(cè)的異步電機(jī)無(wú)速度矢量控制研究 演講者：李小強(qiáng) 班級(jí)：電氣06-1班學(xué)號(hào)：04061662指導(dǎo)老師：戴鵬 本課題研究的背景n 按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制雖然實(shí)現(xiàn)定子電流轉(zhuǎn)矩分量和勵(lì)磁分量的解耦，可以分別對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鏈和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制，但是模型的解耦建立在轉(zhuǎn)子磁鏈的準(zhǔn)確定位，并確保磁鏈幅值足夠的精確反饋給除法環(huán)節(jié)。而在實(shí)際的磁鏈觀測(cè)中，需要用到電機(jī)的轉(zhuǎn)子參數(shù)，其中轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)是一個(gè)隨轉(zhuǎn)子溫度變化而變化的系數(shù)，使得磁鏈觀測(cè)不準(zhǔn)確，降低了系統(tǒng)的魯棒性。 o 直接轉(zhuǎn)矩控制也是建立在定子磁鏈基礎(chǔ)上的，它撇開(kāi)了復(fù)雜的解耦問(wèn)題，在保持磁鏈幅值恒定的基礎(chǔ)上，進(jìn)行轉(zhuǎn)矩的直接控制。由于其采用砰-砰控制

2、，實(shí)際轉(zhuǎn)矩必然在上下限內(nèi)脈動(dòng)，而不是完全恒定的，同時(shí)由于磁鏈計(jì)算采用了帶積分環(huán)節(jié)的電壓模型，積分初值、累積誤差和定子電阻的變化都會(huì)影響磁鏈計(jì)算的精度。o 異步電機(jī)按定子磁場(chǎng)定向的矢量控制方法是在充分研究直接轉(zhuǎn)矩控制和按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制的基礎(chǔ)上，隨著對(duì)異步電機(jī)控制規(guī)律認(rèn)識(shí)的不斷深化而提出的。采用定子磁鏈定向控制，有效避開(kāi)了轉(zhuǎn)子參數(shù)變化對(duì)坐標(biāo)準(zhǔn)確定向的負(fù)面影響，控制系統(tǒng)只對(duì)電機(jī)的定子電阻敏感，但可以通過(guò)閉環(huán)控制和相應(yīng)的定子電阻補(bǔ)償方法進(jìn)行修正。并且其轉(zhuǎn)矩可以連續(xù)調(diào)節(jié)，克服了直接轉(zhuǎn)矩控制中的砰-砰控制帶來(lái)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，具有良好的靜、動(dòng)態(tài)性能，作為一種魯棒性良好的高性能異步電機(jī)控制策略，使用價(jià)值極

3、大。 定子磁鏈定向控制的研究難題n 基于定子磁鏈定向的矢量控制要首先考慮到定子電阻對(duì)磁鏈的影響，通過(guò)分析和仿真，當(dāng) 時(shí)，實(shí)際磁鏈會(huì)比觀測(cè)磁鏈偏小，角度也會(huì)滯后。如何解決這個(gè)問(wèn)題，成為定子磁鏈定向矢量控制的一個(gè)難題。n 一般我們采用在線辨識(shí)定子電阻的辦法來(lái)觀測(cè)定子電阻，進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償，但這無(wú)疑增加了控制系統(tǒng)的成本。所以需要尋求一種新的方法來(lái)對(duì)磁鏈進(jìn)行補(bǔ)償。0sRo 結(jié)合相應(yīng)的參考文獻(xiàn)和資料，本文主要利用定子電流誤差來(lái)對(duì)磁鏈進(jìn)行補(bǔ)償，即實(shí)測(cè)電流和電機(jī)估測(cè)磁鏈對(duì)應(yīng)的電流之差。o 仿真表明，當(dāng)觀測(cè)磁鏈和電機(jī)實(shí)際磁鏈存在誤差時(shí)，電流誤差是不等于零的，基于這個(gè)特點(diǎn)，并利用定子磁鏈的U-I觀測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)磁鏈

4、的準(zhǔn)確跟蹤。o 定子磁鏈的觀測(cè)模型：o 磁鏈的補(bǔ)償方案模型：ssssduR idt ( )(1) )( )( )ssss sskku kR i k T ( ( )( )()( )( )jkksskkke o ， ，即為電流誤差。它反映了電機(jī)實(shí)際磁鏈和估測(cè)磁鏈之間的差值。1ki2ki sdsdiii 控制系統(tǒng)的無(wú)速度傳感器估計(jì)o 無(wú)速度傳感器估測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速的常用方法主要有：o （1）由電機(jī)狀態(tài)方程直接計(jì)算o （2）模型參考自適應(yīng)法o （3）擴(kuò)展卡爾曼濾波法o （4）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法o 結(jié)合以上無(wú)速度估測(cè)方法的特點(diǎn)，以及本文采用的補(bǔ)償方案，選擇了由電機(jī)狀態(tài)方程直接計(jì)算轉(zhuǎn)速的方法。o 即： res 已完成的任務(wù)o 已經(jīng)完成了系統(tǒng)的仿真，驗(yàn)證和分析了定子電阻變化對(duì)磁鏈的影響，并結(jié)合補(bǔ)償模塊，實(shí)現(xiàn)了磁鏈的準(zhǔn)確跟蹤。o 翻譯了兩篇國(guó)外文獻(xiàn)，Sensorless Vector Control Scheme For Induction Motors Based On a Stator Flux Estimator With Quadrant Error Compensation Rule、Optimal State Control of Induction Machine with Improv