双馈感应电机反演控制系统的研究

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1、电气传动和自动控制《电气自动化)2009年第31卷第4期ElectricDrive&AutomaticControI双馈感应电机反演控制系统的研究StudyonBacksteppingControlSystemforDoubly。fedInductionMotorSystem中国矿业大学信电学院(江苏徐州221008)李渊何凤有王峰余跃(ChinaUniversityofMiningandTechnology,XuzhouJiangsu221008，China)LiYuanHeFengyouWangFengYuYue江苏大学电气学院(江苏

2、．镇．江212013)李渊(JiangsuUniversity，ZhenjiangJiangsu221003，China)LiYuan摘要：文中应用反演控制理论设计了双馈感应电机转速跟踪控制的非线性控制器。该控制器利用了反演法的动、静特性优良，稳定性强的特点，可以良好地实现电机转速的跟踪控制。对于所提出的控制策略予以详细推导，并进行了仿真实验。仿真结果表明该控制策略能够实现双馈电机转矩和磁链的解耦，以及转速的有效跟踪，系统具有良好的动、静态性能和鲁棒性。关键词：双馈电机反演速度跟踪解耦Abstract：Anonlinearcontroll

3、erbasedonbacksteppingmethodhasbeendevelopedforthespeedtracingofdoubly-fedinductionmotor．Thespeedtracingcouldbeachievedeffectivelyindesignedcontrollstrategy，whichcombinedthemeiritsofbacksteppingmethodssuchasfinedynamicandstaticperformanceandwellstability．Thedesignedcontrol

4、lerarededucedandsimulated．Thesimulationresultsshowthatthecontrolstrategycanrealizedecouplingofthetorqueandfluxandwellspeedtracingofmotor，andthewholecontrolsystemhasfinedynamicandstaticperformanceandrobustness．Keywords：doubly—fedmotor(DFIM)backsteppingspeedtracingdecouplin

5、g【中图分类号】TM301．2[文献标识码]A【文章编号】1000．3886(2009)04—0009．031引言可以写为【5】：双馈感应电机，指电机的定子绕组和转子绕组均通以交流电=+源，一般是绕线式异步电机结构。双馈电机调速系统具有功率因=。一qs-0．)1数可调、高效率、变频装置容量小、投资省等优点，有广阔的市场与dis,发展前景⋯。：一y她+卿一一卢(1)反演法(backstepping)，又称反推法、反步法。它是通过状态反监dt=一y。++馈来解决一类非线性系统稳定性和跟踪问题的设计方法。其基本思想是通过逐步修正算法设计镇定控制

6、器，最终实现全局调节或=一—TL]／-，跟踪【21。由于其优良的控制特性，目前已有学者将其应用于交流电其中：=Rs机控制系统中来，并取得了出色控制效果。，卢=，=差为漏感系数，=．+‘，肛=本文应用了反演控制方法，设计了双馈电机系统的转速跟踪；，为定子磁链分量；i，为转子电流分量，∞为电机角控制方案。充分利用了反演控制动、静特性优良、稳定性好、跟踪性能强的特点。首先建立了以定子磁链和转子电流作为状态变量速度；为定子电压幅值；，为转子电压分量；厶，厶为定、转子的双馈电机数学模型，进而推导和证明了反演控制策略。文中采电感；见，兄为定、转子电阻

7、；np为极对数；TL为负载转矩。用了一种系统给定转矩控制的控制算法，该算法可有效地提高系3控制器设计统的动、静态特性。最后针对所提出的方法进行了仿真实验，实验3．1转速跟踪的控制算法结果表明，系统实现了转速在不同条件下的跟踪控制，并且系统具根据电动机控制理论，电机转速通过转矩改变，因此转矩控制备良好的动、静态性能和鲁棒性。是电机转速控制的关键。对于定子磁链的控制，为使电机稳态工作2双馈电机的数学模型分析时，获得单位功率因数，定子磁链的直轴分量应为零值，~PlimO=本文中电压、电流、以及双馈电机的磁链、电压、电流等物理量OI6J。由此可以

8、定义：都是取其基波进行研究，即假设：(1)忽略磁路饱和、磁滞等影响；T：T—T=(i女一女iq)一7’★(2)(2)忽略定、转子齿槽影响，具有光滑表面；(3)定、转子绕组均在气=一=(3)～隙