異步電機混合模型轉子磁鏈觀測器學習
發布時間:2022-12-05 責任編輯:lina
【導讀】調速係統中的電機控製技術的根本的目的實現轉矩精準、迅速的控製。以矢量控製的概念為基礎,達到對電機的磁鏈、zhuanjufenbiekongzhidemudeqiantishizhuanzidecichangdingxiangkongzhixitongxuyaotongguokongzhidingzidianliudelicifenliangshidezhuanzicilianfuzhihengding,erhouyoukongzhidingzidianliuzhuanjufenlianglaishixiantiaojiezhuanjuyijishixiankongzhitiaojiezhuansudemude。
一、引言
調速係統中的電機控製技術的根本的目的實現轉矩精準、迅速的控製。以矢量控製的概念為基礎,達到對電機的磁鏈、zhuanjufenbiekongzhidemudeqiantishizhuanzidecichangdingxiangkongzhixitongxuyaotongguokongzhidingzidianliudelicifenliangshidezhuanzicilianfuzhihengding,erhouyoukongzhidingzidianliuzhuanjufenlianglaishixiantiaojiezhuanjuyijishixiankongzhitiaojiezhuansudemude。為了實現這一目標,就必須獲得較為精準的轉子磁鏈的幅值和空間位置信息, 在實用中通常使用磁鏈觀測這一手段來實現。磁鏈觀測器應實現兩個目標:一是獲得的轉子磁鏈幅值;二則需要確保轉子磁場定向的準確性,從而獲得實時的磁鏈空間位置角度以用於坐標變換。
觀測異步電機轉子磁鏈的基本方法有兩種:電流模型法和電壓模型法。電流型轉子磁鏈觀測通過定子電流和電機轉速來計算轉子磁鏈;erdianyamoxingzetongguodingzidianyahedingzidianliujinxingjisuan,xuyaoduidianjidefandiandongshijinxingjifen。dianliuxingfangfazhongyouyuxuyaoshishizhuansuxinxihezhuanzishijianchangshudebuwendingxing,gutongchangshiyongyudisuqingkuang,erdianyaxingguancefangfazebuxuyaozhuansuxinxi,gengshihezhong、 高速以及無速度傳感應用場合,但純積分環節則會帶來的零點漂移和初值問題,且低速時下定子電阻壓降會造成觀測 結果的誤差; 本文為了克服兩種觀測模型在高、 低速應用場合的缺點,結合二者在不同速度場合的特點和實用性,介紹了電壓-電流混合模型進行轉子磁鏈觀測器。
二、混合模型轉子磁鏈觀測器介紹

圖1 混合模型磁鏈觀測器控製框圖
由圖1 混合模型磁鏈觀測器控製框圖可知,混合模型由PI調節器連接電流模型和電壓模型磁鏈觀測器組成。
在兩相靜止坐標係下,定子磁鏈的兩個分量調節器參 數相同,采用PI控製器進行電壓模型補償後,電壓-電流 混合模型閉環磁鏈觀測器的簡化框圖如圖2所示。

圖2 混合模型磁鏈觀測器的簡化框圖

混合模型磁鏈觀測器的輸出合成的轉子磁鏈是電壓模型和電流模型按一定比例合成的,其中權重係數是觀測器的特征函數。合理設計PI補償控製來實現電流、電dian壓ya模mo型xing之zhi間jian的de平ping滑hua切qie換huan時shi設she計ji的de重zhong點dian。可ke以yi看kan到dao在zai電dian機ji零ling速su時shi,電dian壓ya模mo型xing的de輸shu入ru值zhi是shi電dian流liu模mo型xing的de計ji算suan值zhi,從cong而er解jie決jue的de電dian壓ya模mo型xing的de積ji分fen初chu始shi值zhi設she定ding的de問wen題ti。用yongPI控製器補償電壓解決了電壓 模型在低速時受到定子電阻參數誤差影響較大的問題和純積分環節的零漂問題。

圖3 不同轉子磁鏈觀測器的特征函數
將混合模型的特征函數代入到統一特性方程中,得到如下公式:



三、混合模型轉子磁鏈觀測器仿真模型搭建

圖4 混合模型磁鏈觀測器係統仿真

圖5 異步電機矢量控製仿真波形變化情況

圖6 混合模型磁鏈觀測器磁鏈估計變化情況
從圖6可以發現,在改變轉速和突然加載的情況下,混合模型磁鏈觀測器都能準確的估算出轉子磁鏈。
四、總結
電(dian)流(liu)型(xing)磁(ci)鏈(lian)觀(guan)測(ce)器(qi)的(de)在(zai)低(di)速(su)時(shi)能(neng)夠(gou)得(de)到(dao)較(jiao)為(wei)的(de)轉(zhuan)子(zi)磁(ci)鏈(lian)觀(guan)測(ce)值(zhi),而(er)隨(sui)著(zhe)速(su)度(du)的(de)增(zeng)加(jia),觀(guan)測(ce)器(qi)受(shou)到(dao)電(dian)機(ji)參(can)數(shu)的(de)影(ying)響(xiang)越(yue)來(lai)越(yue)大(da),觀(guan)測(ce)誤(wu)差(cha)也(ye)越(yue)大(da),已(yi)經(jing)不(bu)能(neng)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo);而(er)電(dian)壓(ya)型(xing)磁(ci)鏈(lian)觀(guan)測(ce)器(qi)在(zai)低(di)速(su)時(shi)受(shou)到(dao)定(ding)子(zi)電(dian)阻(zu)壓(ya)降(jiang)的(de)影(ying)響(xiang)較(jiao)大(da),不(bu)能(neng)得(de)到(dao)的(de)轉(zhuan)子(zi)磁(ci)鏈(lian),隨(sui)著(zhe)係(xi)統(tong)速(su)度(du)的(de)增(zeng)加(jia),定(ding)子(zi)電(dian)阻(zu)壓(ya)降(jiang)的(de)影(ying)響(xiang)將(jiang)會(hui)越(yue)來(lai)越(yue)小(xiao),觀(guan)測(ce)器(qi)能(neng)夠(gou)得(de)到(dao)較(jiao)為(wei)的(de)轉(zhuan)子(zi)磁(ci)鏈(lian)觀(guan)測(ce)值(zhi);混合模型磁鏈觀測器在低速和高速情況下,都能得到較為的轉子磁鏈觀測值,而且在觀測器模型切換和電壓補償時 沒有出現明顯的振蕩。本文結合電壓型、dianliuxingzhuanzicilianguanceqideyouquedian,jieshaolehunhemoxingzhuanzicilianguanceqi,tongguodianliumoxingdedaodeguancejieguoduidianyamoxingjinxingxiuzheng,congerzaibaoliuledianyaxingcilianguanceqigaosuxingnengyouliangdejichushang,youhualeguanceqizaidisuqingkuangxiadexingneng,baozhenghunhemoxingcilianguanceqizaidianjiquansufanweijunnengdadaojiaohaodeguancejieguo,quebaozhenggexitongdewendingxing,fangzhenjieguozhengminglecifangandekexingxing。
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