基于改进型积分器的矢量控制系统研究.pdf

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1、第44卷第2期电力电子技术Vo1．44，No．22010年2月PowerElectronicsFebruary，2010基于改进型积分器的矢量控制系统研究刘忠举，梁宝明，陈嘉福、(中国船舶重工集团公司第七一二研究所，湖北武汉430064)摘要：为提高异步电机控制系统的可靠性和适应性，在异步电机转子磁链定向的矢量控制系统中，对采用幅值补偿改进型积分器的电压模型进行了改进，增加了定子磁链积分正交性的闭环补偿自动调整磁链补偿量到最优值．提高了电压模型对定子磁链的计算精度。实验结果证明了该方法的有效性。关键词：异步电机；矢量控制；电压模型；正交检波中图分类号：TM343文献标识码：A文

2、章编号：1000—100X(2010)02—0062—02ResearchofVectorControlSystemBasedonModifiedIntegratorLIUZhong-ju，LIANGBao—ming，CHENJia—fu(WuhanInstituteMarineElectricPropulsion，CSIC，Wuhan430064，China)Abstract：Inordertoimprovethereliabilityandadaptabilityofcontrolsystemforinductionmotors，amodifiedintegratorwhi

3、chusestheerroroforthogonaldetectiontoadjustthestatorfluxcompensationlevelautomaticallytoanoptimalvalueispresented．Theprecisionofstatorfluxisimprovedbythemodifiedvoltagemode1．Theexperimentalresultsshowthegoodperformanceofthesystem．Keywords：inductionmotor；vectorcontrol；voltagemodel；orthogonald

4、etection1引言压型定子磁链数学模型为：ff在异步电机的控制过程中．由于转子磁场一般J(M)，I(“r口)dt(1)由定子磁场间接计算得到，因此，异步电机转子磁链式中：，为定子磁链，分量；为定子电阻；u，H为定的控制性能在很大程度上不仅受到电机转子侧参数子电压Ot，分量；‘，is为定子电流，分量。的影响．而且受到定子磁链观测精度的影响．所以．转子磁链，分量为：对定子磁通观测方法的选择非常重要{I旦L￡12磁链观测Zm(2)，，，在异步电机矢量控制中，对电机转子磁链的观lL争L-_I2口1Lm测将直接影响异步电机的控制效果和运行性能。转m该模型定子磁链的计算不可避免地受的影

5、子磁链的观测可通过对定子磁链的幅值和相位的响．并且纯积分环节会因反电势中存在的直流偏移观测来间接实现。定子磁链的观测方法主要有：①直和初始值问题而产生积分漂移。通常采用低通滤波接计算法。该方法简单、动态响应快，但依赖的电机器取代纯积分器。然而低通滤波器的采用会引入定参数较多，且为开环而无补偿，容易导致计算结果子磁链幅值与相位的偏差，从而影响定子磁链的准随电机运行工况的变化而变得不准确：②基于各种确定向与控制：也有采用n个低通滤波器级联的方观测器的方法，当估计系统状态时，为使系统全局式．一般取n-w．3．但是时间常数及增益的计算中运用稳定．对不同运行速度范围的观测器要采取不同的到

6、大量的转子侧参数：应用较多的定子磁链积分方增益矩阵。该方法受电机参数影响很大，需设置额法是基于反电势积分的磁链观测器改进方案，其中外的在线状态观测器来实时估计电机参数，增加了一种采用幅值补偿的改进积分器【2】，如图1所示。该系统结构的复杂性；③基于反电势积分的方法。该积分器由前馈部分和反馈部分组成。若输入信号的方法仅依赖电机定子电阻参数，实现非常简单，但频率大于截止频率，则反馈增益接近于零，积分器低速性能不好。磁链观测器的设计原则是尽量少用的输出基本是前馈部分。反之，若截止频率大于输或不用电机本身参数．避免状态观测随运行状态而入信号频率．则反馈环节将在消除直流偏移和饱和变化。因

7、此，有人【1提出了几种基于反电势积分的磁中起到重要作用。当磁链幅值的计算值超出给定值链观测器改进方案。时，要进行幅值补偿。该方案适合于磁链幅值保持根据异步电机方程，可得基于反电势积分的电恒定的工作条件．当电机运行于基速以下时．定子磁链保持恒定，满足该积分算法的工作条件，在系定稿日期：2009—08—26作者简介：刘忠举(1979一)，男，四川南江人，工程师，研究方向统处于弱磁阶段时。该积分器等效于纯积分器，达为电机控制系统。不到改进效果。改进后转子磁链计算公式不变，定62基于改进型积分器的矢