基于定子磁链估测的异步电机无速度

1、基于定子磁链估测的异步电机无速度矢量控制研究 演讲者：李小强 班级：电气06-1班学号：04061662指导老师：戴鹏 本课题研究的背景n 按转子磁链定向的矢量控制虽然实现定子电流转矩分量和励磁分量的解耦，可以分别对电机的转子磁链和转矩进行控制，但是模型的解耦建立在转子磁链的准确定位，并确保磁链幅值足够的精确反馈给除法环节。而在实际的磁链观测中，需要用到电机的转子参数，其中转子时间常数是一个随转子温度变化而变化的系数，使得磁链观测不准确，降低了系统的鲁棒性。 o 直接转矩控制也是建立在定子磁链基础上的，它撇开了复杂的解耦问题，在保持磁链幅值恒定的基础上，进行转矩的直接控制。由于其采用砰-砰控制

2、，实际转矩必然在上下限内脉动，而不是完全恒定的，同时由于磁链计算采用了带积分环节的电压模型，积分初值、累积误差和定子电阻的变化都会影响磁链计算的精度。o 异步电机按定子磁场定向的矢量控制方法是在充分研究直接转矩控制和按转子磁链定向的矢量控制的基础上，随着对异步电机控制规律认识的不断深化而提出的。采用定子磁链定向控制，有效避开了转子参数变化对坐标准确定向的负面影响，控制系统只对电机的定子电阻敏感，但可以通过闭环控制和相应的定子电阻补偿方法进行修正。并且其转矩可以连续调节，克服了直接转矩控制中的砰-砰控制带来的转矩脉动，具有良好的静、动态性能，作为一种鲁棒性良好的高性能异步电机控制策略，使用价值极

3、大。 定子磁链定向控制的研究难题n 基于定子磁链定向的矢量控制要首先考虑到定子电阻对磁链的影响，通过分析和仿真，当 时，实际磁链会比观测磁链偏小，角度也会滞后。如何解决这个问题，成为定子磁链定向矢量控制的一个难题。n 一般我们采用在线辨识定子电阻的办法来观测定子电阻，进行相应的补偿，但这无疑增加了控制系统的成本。所以需要寻求一种新的方法来对磁链进行补偿。0sRo 结合相应的参考文献和资料，本文主要利用定子电流误差来对磁链进行补偿，即实测电流和电机估测磁链对应的电流之差。o 仿真表明，当观测磁链和电机实际磁链存在误差时，电流误差是不等于零的，基于这个特点，并利用定子磁链的U-I观测模型，实现磁链

4、的准确跟踪。o 定子磁链的观测模型：o 磁链的补偿方案模型：ssssduR idt ( )(1) )( )( )ssss sskku kR i k T ( ( )( )()( )( )jkksskkke o ， ，即为电流误差。它反映了电机实际磁链和估测磁链之间的差值。1ki2ki sdsdiii 控制系统的无速度传感器估计o 无速度传感器估测电机转速的常用方法主要有：o （1）由电机状态方程直接计算o （2）模型参考自适应法o （3）扩展卡尔曼滤波法o （4）神经网络法o 结合以上无速度估测方法的特点，以及本文采用的补偿方案，选择了由电机状态方程直接计算转速的方法。o 即： res 已完成的任务o 已经完成了系统的仿真，验证和分析了定子电阻变化对磁链的影响，并结合补偿模块，实现了磁链的准确跟踪。o 翻译了两篇国外文献，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