基于定子磁場(chǎng)定向異步電機(jī)控制算法研究

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1、第45卷第7期電力電子技術(shù)Vo1．45．No．72011年7月PowerElectronicsJuly2011基于定子磁場(chǎng)定向的異步電機(jī)控制算法研究倪強(qiáng)，馮曉云，侯鑫堯，廖永衡(西南交通大學(xué)，電氣工程學(xué)院，四川成都610031)摘要：此處探討了一種基于d軸電流直接求解的定子磁場(chǎng)定向異步電機(jī)的控制策略。首先對(duì)定子磁場(chǎng)定向矢量控制的基本原理進(jìn)行了介紹，在此基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了d軸電流直接求解公式，并建立了控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。給出一種混合模型定子磁鏈觀測(cè)器的設(shè)計(jì)方案，并通過(guò)Mahab／Simulink進(jìn)行了仿真，在以TMS320F2812為控

2、制器的小功率實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)．結(jié)果證明了此處所述控制算法的有效性和可行性。關(guān)鍵詞：異步電機(jī)；定子磁場(chǎng)定向；矢量控制；磁鏈觀測(cè)器中圖分類號(hào)：TM343文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000—100X(2011)07-0055-03ResearchonControlMethod0fAsynchronousMotorBasedontheStatorFlux．orientedNIQiang，F(xiàn)ENGXiao—yun，HOUXin—yao，LIAOYong—heng(SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu6100

3、31，China)Abstract：Thispaperdiscussestheasynchronousmotorcontrolstrategyofthestatorflux—orientedbasedondirectmeasurementofdcurrent．Afundamentalprincipleofvectorcontrolbasedonthestatorflux—orientedisintroduced．Onthebasisofthis，theformulaofcalculatingdcurentdirectlyisder

4、ivedandthemathmodelofcontrolsystemisbuilt．Somestatorfluxobserversisanalyzedandtheschemebasedonhybrid·fluxobservationisshown．Finally，validityandfeasibilityofcontrolmethodofasynchronousmotorbasedonthestatorfluxorientedareverifiedbyMatlab／Simulinksoftwaresimulationandlow

5、—powerexperimentalplatformexperiment．Keywords：asynchronousmotor；statorflux—orientation；vectorcontrol；fluxobservationFoundationProject：SuppoaedbyNationalScienceandTechnologyMinistry(No．2009BAG12A05—08)1引言流直接求解的定子磁場(chǎng)定向控制算法。該算法具有磁鏈波動(dòng)小、對(duì)電機(jī)參數(shù)依賴小的特-s】。最準(zhǔn)確的磁場(chǎng)定向是實(shí)現(xiàn)高性能異步電機(jī)交流后通過(guò)

6、計(jì)算機(jī)仿真和基于TMS320F2812小功率實(shí)調(diào)速的前提。間接轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制算法采用勵(lì)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)研究，驗(yàn)證了此控制策略的有效性。磁電流PI調(diào)節(jié)器的方法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子磁鏈控制，由于勵(lì)磁電流為固定值，未構(gòu)成閉環(huán)轉(zhuǎn)子磁鏈，因此該2原理與設(shè)計(jì)算法的磁鏈動(dòng)態(tài)品質(zhì)較差【”．且對(duì)轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)2．1定子磁場(chǎng)定向控制的數(shù)學(xué)模型依賴大。直接轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制算法。實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子定子磁場(chǎng)定向控制就是將參考坐標(biāo)系的d軸磁鏈閉環(huán)控制．但由于存在磁鏈PI調(diào)節(jié)器，磁鏈放在定子磁場(chǎng)方向上。q軸超前定子磁鏈?zhǔn)噶坑幸欢ㄑ訒r(shí)．動(dòng)態(tài)性能不高I2I，且該算法仍受轉(zhuǎn)子90。，這時(shí)定

7、子磁鏈只有d軸分量，q軸分量時(shí)間常數(shù)影響?；诙ㄗ哟艌?chǎng)定向控制的傳統(tǒng)算=0。因此，根據(jù)異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型可得：法，加入了解耦器實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩與磁鏈完全解耦，但估定子d．q軸電壓方程為：計(jì)磁鏈容易出現(xiàn)偏差，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)解耦器不能完=iz+p，lZsq=R+6ul(1)全補(bǔ)償口軸電流影響不能完全解耦，動(dòng)態(tài)磁鏈會(huì)式中：R為定子電阻；為定子同步角速度。出現(xiàn)波動(dòng)。該算法還引入了定子電感參數(shù)『31，加大轉(zhuǎn)子電壓方程為：了對(duì)電機(jī)參數(shù)依賴。此處探討了一種基于d軸電R+p一=0，Rr／+p-O)=0(2)式中：R為轉(zhuǎn)子電阻；∞為轉(zhuǎn)差角速度。基金項(xiàng)目：國(guó)家科

8、技支撐計(jì)劃課題(2009BAG12AO5—08)定子磁鏈方程為：定稿日期：2011—06—28~=Lsi+Ld，O=Lj+。(3)作者簡(jiǎn)介：倪強(qiáng)(1987一)，男，湖南益陽(yáng)人，碩士研究生，式中：為定子電感；￡為互感。研究方向?yàn)殡娏恳涣鱾鲃?dòng)及其控