摘 要:本文基于同步軸系下的感應電動機電壓磁鏈方程式,提出了一種感應電動機轉子磁場定向的矢量控制方法,利用在同步軸系中q軸電流的誤差信號實現對電機速度的估算。在該無傳感器矢量控制系統中,由于采用了經典的PI調節器,使得控制系統更為簡單。最后利用MATLAB建立的該無傳感器矢量控制系統的仿真模型,通過仿真驗證了本文所提出的無傳感器矢量控制系統具有良好的動態和靜態性能。
關鍵詞:感應電動機 無傳感器矢量控制 速度估算
Abstract: Based on the synchronous reference frame, the voltage equations in terms of flux linkage of induction motor was deduced in this paper, a vector-controlled approach based on the rotor field orientation control was proposed as well. Error signal of the stator q-axis current in the synchronous reference frame was utilized to attain the induction motor speed. Because classical PI controllers was used, the structure of the sensorless vector control was very simple. Simulation results based on MATLAB 6.1 demonstrate that the proposed vector control scheme is valid, and the dynamic and static performance are quit well.
Keywords: Induction motor Sensorless vector control Speed estimation
1 前言
在感應電動機轉速閉環控制中一般需要電動機的轉速信息,但如果采用速度傳感器,則不僅提高了成本,并且會給安裝帶來一些不便,使其可靠性降低。理論上通過異步電動機的電壓和電流可以實時計算出轉速,從而可以不使用速度傳感器。無傳感器控制帶來以下優點:降低了系統成本,增強了系統的抗干擾性和可靠性,減少了電動機的軸項尺寸等。因此,近年來異步電動機的無傳感器控制成了電氣傳動領域的一個重要研究方向。
在無傳感器的異步電動機的矢量控制中已經提出了許多轉速的估算方法[1,2,3]。目前采用的主要方法有直接估算法、模型參考自適應法、滑模變結構法、基于人工神經網絡自適應法等轉速辨識方法,在這些方法中,有些依賴電機參數,使得速度估算誤差較大,有些計算復雜且不易實現。
本文根據轉子磁場定向的基本原理,和基于同步軸系下的感應電動機電壓磁鏈方程式,提出了一種感應電動機轉子磁場定向的矢量控制方法,利用在同步軸系中q軸電流的誤差信號實現對電機速度的估算。在該無傳感器矢量控制系統中,由于采用了經典的PI調節器,沒有使用傳統的磁鏈觀測器,使得控制系統更為簡單。然后利用MATLAB動態仿真驗證了本文所提出的無傳感器矢量控制方法的正確性,同時也表明該控制方法簡單易行,且具有良好的動態和靜態性能。
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一種無速度傳感器矢量控制系統的研究