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1、電氣傳動(dòng)2010年第4O卷第3期ELECTRICDRIVE2010Vo1．40No．3基于定子磁場(chǎng)定向的感應(yīng)電機(jī)無(wú)速度傳感器控制研究張浩，戴先中(東南大學(xué)復(fù)雜系統(tǒng)測(cè)量與控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇南京210096)摘要：針對(duì)定子磁鏈U—J觀測(cè)模型在電機(jī)低速運(yùn)行時(shí)失效的問題，在感應(yīng)電機(jī)定子磁場(chǎng)定向控制基礎(chǔ)上，用一種閾值可變的改進(jìn)型積分器算法進(jìn)行定子磁鏈觀測(cè)，并對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行估算，構(gòu)成無(wú)速度傳感器的速度閉環(huán)控制。在自行設(shè)計(jì)構(gòu)建的dSPACE試驗(yàn)平臺(tái)上，對(duì)所提方案進(jìn)行了低速空載及負(fù)載條件下的實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明轉(zhuǎn)速估算值與實(shí)際值相一致，系統(tǒng)具有優(yōu)良的
2、動(dòng)、靜態(tài)控制效果。關(guān)鍵詞：無(wú)速度傳感器；定子磁場(chǎng)定向；感應(yīng)電機(jī)中圖分類號(hào)：TM346文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AResearchofSpeedSensorlessIMSystemBasedonStatorFluxOrientationZHANGHao，DAIXian—zhong(KeyLaboratoryofMeasurementandControlofComplexSystem，MinistryofEducation，SoutheastUniversity，Nanjing210096，Jiangsu，China)Abstract：Aimingatthe
3、problemofaconventionalU一modelatlowspeedrunning，anewimprovedinte—gratoralgorithmwithalterablethresholdforstatorfluxobserverbasedonthestatorflux-orientedcontrolofin—ductionmotorwasinvestigated．Inaddition，amethodtOestimateexactlyspeedandformsensorlessspeedclosed—loopcontrolwa
4、sproposed．Theproposedmethodwasverifiedbyexperimentatlowspeedwithnoandfullloadon3dSPACEtestplatform。Theexperimentalresultsshowtheestimatedspeedistrueofexactlyspeed，andgoodbehaviorofthedriveinbothtransientandsteadystateoperatingconditions．Keywords：speedsensorless；statorfluxo
5、rientation；inductionmotor應(yīng)(MRAS)的估計(jì)方法；4)基于卡爾曼濾波1引言(KFT)的方法；5)轉(zhuǎn)子齒諧波法；6)高頻注入法。高性能的感應(yīng)電機(jī)磁場(chǎng)定向控制系統(tǒng)需要實(shí)這些方法各自有其特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，但仍有許多問題時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋信息口]，目前速度反饋量的檢有待解決，如對(duì)參數(shù)變動(dòng)的魯棒性、參數(shù)估計(jì)的精測(cè)多是采用光電脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器或測(cè)速度、低速性能的提高、降低系統(tǒng)的復(fù)雜性以及用辨發(fā)電機(jī)，但是速度傳感器的安裝給系統(tǒng)帶來(lái)如下識(shí)出來(lái)的速度構(gòu)成轉(zhuǎn)速閉環(huán)時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)定性等。缺點(diǎn)：1)增加系統(tǒng)成本；2)降低系統(tǒng)的機(jī)械魯棒感應(yīng)電機(jī)磁
6、場(chǎng)定向控制可以分為按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)性，破壞了異步電機(jī)簡(jiǎn)單堅(jiān)固的特點(diǎn)；3)碼盤的安定向、按定子磁場(chǎng)定向和按氣隙磁場(chǎng)定向3種方裝存在同心度問題，且其工作精度易受環(huán)境條件式[4]。由于工藝和成本的原因，氣隙磁場(chǎng)定向可的影響。以直接準(zhǔn)確測(cè)量磁鏈的優(yōu)勢(shì)不復(fù)存在，因此現(xiàn)在因此，近年來(lái)無(wú)速度傳感器技術(shù)成為交流調(diào)的矢量控制主要指按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量控制和速傳動(dòng)的一個(gè)研究熱點(diǎn)Ez,a]，國(guó)內(nèi)外學(xué)者圍繞這按定子磁場(chǎng)定向的矢量控制。由于按定子磁鏈定一問題提出了許多轉(zhuǎn)速辨識(shí)方法，主要可以分為：向的矢量控制方法的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系基準(zhǔn)取在定子磁1)動(dòng)態(tài)速度估計(jì)器；2)基于Luen
7、berger及擴(kuò)展鏈上，定子磁鏈由定子兩相靜止坐標(biāo)系中對(duì)定子Luenberger觀測(cè)器的方法；3)基于模型參考自適反電動(dòng)勢(shì)積分所得，僅需要定子電阻一個(gè)定子參基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(60574097)作者簡(jiǎn)介：張浩(1976一)，男，博士研究生，講師，Email：hzhang@ujs．edu．cr／20張浩，等：基于定子磁場(chǎng)定向的感應(yīng)電機(jī)無(wú)速度傳感器控制研究電氣傳動(dòng)2010年第4O卷第3期數(shù)，而定子參數(shù)可以較為精確的測(cè)量，所以按定子此方法計(jì)算簡(jiǎn)單，只需要定子電阻參數(shù)，不需磁鏈定向的矢量控制對(duì)電機(jī)參數(shù)的依賴性很小，要電機(jī)轉(zhuǎn)速信息，缺點(diǎn)是
8、純積分器存在積分飽和、相對(duì)于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制的參數(shù)魯棒性更強(qiáng)。初始誤差積累及直流偏移問題，在電機(jī)低速運(yùn)行綜上所述，在磁場(chǎng)定向控制的無(wú)速度傳感器時(shí)尤其嚴(yán)重，甚至無(wú)法使用。電機(jī)系統(tǒng)中
