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交流电机控制技术的国内外发展研究现状

时间:2020-10-16 20:01来源:毕业论文
无速度传感器矢量控制技术的发展现代电力电子技术的迅猛发展,新型电力电子器件不断问世为交流传动奠定了坚实的物质基础。控制理论(交流传动系统的重要武器)的逐步完善大大提

无速度传感器矢量控制技术的发展现代电力电子技术的迅猛发展,新型电力电子器件不断问世为交流传动奠定了坚实的物质基础。控制理论(交流传动系统的重要武器)的逐步完善大大提高了交流传动系统性能,现代信息技术日新月异的发展为控制系统技术的进步提供了保障。交流电机自身无可争辩的优势是拓展交流传动系统的良好基础。在机车车辆行业交流传动的优越性得到了充分的体现。在历经技术准备期( 1970~1979 年) 技术成熟期( 1980~1987年) 品质提升期(1988年后)之后,西方发达国家已将牵引动力转向交流传动。文献[1]-[3]讲诉了交流电机的优势和速度调节方法。交流电机调整速度比较复杂,前期的运用主要是调整电压、电磁转动差量离合器和绕线式异步电动机串联级调整速度方法的提出,这几种选择都是在电动机选择的磁场的同步的转速不变的情况下调整转差率,效率都不是很高。还有一种调整速度的方法是调整电动机选择的磁场同时的速度,这种调速方法比较高效,可以通过变频或变级来实现目的。交流电机调速方法在异步电动机和同步电机同时适用的典型是变频调速。交流电机采用变频调速不仅能实现无极调速,还可以根据负载的特性不同,利用适当调节频率和电压之间的关系,使电机始终运行在高效区域,并保持着良好的动态特性。以转子磁场定向的矢量控制系统在高性能的工业应用场合已经得到广泛的应用。因为精密的速度传感器价格高,并且在某些恶劣环境下速度传感器无法安装,所以无速度传感器矢量控制技术得到越来越广泛的关注和运用。58138

无速度传感器矢量控制磁链观测方法综述

    无速度传感器矢量控制系统包含观测器和控制器两部分,观测器用于观测磁链和速度以及转矩等变量,控制器部分则对观测得到的磁链、速度以及转矩进行控制,以实现期望的电机运行状态。在无速度传感器控制系统中,磁链观测和速度观测作为关键技术往往是相互关联的,矢量控制和DTC(直接转矩控制)都需要磁链信号来进行准确的控制。对矢量控制而言,不仅需要精确的磁链位置进行定向,还需要磁链幅值进行控制。此外,速度的观测往往也是基于磁链定向或者包含磁链幅值,磁链的准确性直接影响了速度估算的精度,是整个控制系统性能的决定性因素。基于电机理想模型,应用于异步电机无速度传感器矢量控制系统的磁链观测器有电压型观测器、电压一电流模型观测器、自适应全阶观测器、基于扩展卡尔曼滤波观测器等。

   (1)电压型观测器

电压型观测器是利用电磁感应关系,通过对感应电动势进行积分得到定子磁链。其优点:算法简单--基于电机理想模型推导出转差频率的计算公式,计算出转差,观测得到的磁链旋转角频率也即同步角频率与转差频率作差就得到转子速度所以不需要对转速信息的获得。并且算法中因不含转子电阻所以受电机参数变化影响程度很小。其缺点:积分初始值、直流偏置以及逆变器非线性等因素都会引起积分饱和,所以单纯的纯积分是行不通的论文网,需要进行积分器的改造。文献[4]J.Holts提出了一种利用磁链参考值进行反馈的电压型观测器型磁链观测器,将磁链估测值与给定值之间的误差反馈到积分输入端,来抑制积分饱和,并在文献[5]又增加了去除直流偏置的模块,取得了良好的观测效果。

(2)电压一电流型观测器

文献[6]提出了电压一电流型观测器,由于磁链计算的电压摸型不需要速度信号,但电流模型计算磁链需要速度信号,不能单独用于无速度传感器的磁链观测。因此将电压摸型作为参考摸型,电流摸型作为可调摸型,形成模型参考自适应(Model Reference Adaptive System,MRAS)观测器。基于电压一电流模型的观测器,是利用两个模型观测磁链的误差以及稳定性理论推导出的自适应率对转速进行估算,与单纯电压型观测器的速度开环观测不同,该观测器形成了转速闭环观测,保证了稳态下两个模型输出量的误差为零。 交流电机控制技术的国内外发展研究现状:http://www.lwfree.com/yanjiu/lunwen_63102.html

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