交流调速电机稳定性观测器设计研究.pdf

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1、第34卷第3期计算机仿真2017年3月文章编号：1006—9348(2017)03—0263—05交流调速电机稳定性观测器设计研究樊生文。周鹏，赵新咏(北方工业大学电气与控制工程学院，北京100144)摘要：交流电机矢量控制的关键在于提高稳定性，传统采用的电压、电流模型转子磁链观测器，精度受电机参数的影响，精度估计不准确。为了解决上述问题，提出一种采用巴特沃斯滤波器的混合模型转子磁链观测器。利用电压模型和电流模型转子磁链观测器各自的特点，采用PI调节器将二者结合起来；通过引入PI反馈校正环节调整电压模型和电流模型的耦合度，实现二者平滑切换，使得电流模型在低频段作用电压模

2、型在高频段作用；并运用二阶巴特沃斯高通滤波器对PI调节器参数进行了理论计算。仿真结果表明，转子磁链受电机参数的影响较小，验证了改进算法的可靠性和有效性。感应电机矢量控制系统在全速度范围内具有良好的静态和动态性能，系统的稳定性得以优化。关键词：感应电机；矢量控制；磁链观测器；混合模型；二阶巴特沃斯高通滤波器中图分类号：TP391．9文献标识码：BDesignandResearchonStabilityObserverofACSpeedRegulationFANSheng-wen，ZHOUPeng，ZHAOXin-yong(CollegeofElectricalandCon

3、trolEngineering，NorthChinaUniversityofTechnology，Beijing100144，China)ABSTRACT：Invectorcontrolsystemofinductionmotor，thekeyproblemistoestimaterotorfluxaccurately．Animprovedhybridmodelrotorfluxobserverisproposed．Firstly，therespectivecharacteristicsofvoltagemodelandcur-rentmodelrotorfluxobs

4、erverarecombinedbyaPIregulator．Then，byintroducingaPIfeedbackcorrectionlink，thecouplingofvoltagemodelandcurrentmodelCanbeadjusted，andthesmoothtransitionbetweenthemisrealized，SOthecurrentmodelplaysaroleinlowfrequencyandvoltagemodelinhighfrequency．Finally，theparametersofPIcontrollerarecalcu

5、latedbyusingthesecond—orderbutter—worthhigh—passfilter．Simulationresultsshowthattheto—torfluxislessaffectedbytheparametersofthemotor，andverifythereliabilityandvalidityofthemodifiedalgorithm．Inductionmotorvectorcontrolsystemhasexcellentstaticanddynamicperformanceinthewholespeedrange，andha

6、shighvalueinengineeringpractice．KEYWORDS：Inductionmotor；Vectorcontrol；Fluxestimator；Hybridmodel；Secondorderbutterworthhigh-passfil—terl引言随着电力电子技术、控制技术和计算机技术的发展．交流调速系统已逐步普及，打破了以往直流调速系统一统高性能调速天下的格局，进入2l世纪以来，用交流拖动控制系统取代直流调速系统已成为不争的事实⋯。矢量控制(VectorContr01)在感应电机变压变频调速系统中，目前在国内外已经得到非常广泛的应用[2,3]

7、。按转子磁场定向的矢量控制系统关键是准确的获得转子磁链矢量的幅值和空间位置。转子磁链的直接检测比较困难。现在实用的系统中多采用电流型和电压型两种传统的磁链观测收稿日期：2016—03—30修回日期：2016—04—18器[4]。但电流模型在高频段和电压模型在低频段的转子磁链估计精度受电机参数变化的影响较大。电机温升和频率变化都会影响定转子电阻【s]，进而影响估计精度。近年来，为了提高转子磁链观测器估计精度．提出了许多改进型的磁链观测器∞。9J。文献『6]提出了改进的纯积分电压型观测器，有较好的性能。文献[7]采用低通滤波器替代积分器的方法