低調(diào)制比下感應(yīng)電機(jī)無速度傳感器矢量控制.pdf

1、降低開關(guān)器件的開關(guān)頻率會增大電流的諧波含量，導(dǎo)致PWM波形紊亂，影響定子電流解耦控制。對于大容量電力傳動裝置，應(yīng)采用合適的電機(jī)控制策略，確保在低調(diào)制比下既能減少電流諧波含量，又能提高系統(tǒng)快速響應(yīng)的能力。本文對感應(yīng)電機(jī)低調(diào)制比下的無速度傳感器矢量控制方案進(jìn)行了較為全面深入的研究，主要工作包括:
　　首先，分析了感應(yīng)電機(jī)矢量控制技術(shù)的的原理。在分析感應(yīng)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，討論了轉(zhuǎn)子磁鏈的觀測方法和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的估計方法。針對磁鏈觀測的

2、問題，本文詳細(xì)分析了基于電流模型的磁鏈觀測器和基于電壓模型的磁鏈觀測器。電流模型中含有轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速ωr的信息，故不適用于無速度傳感器的矢量控制系統(tǒng)中。電壓模型中不含轉(zhuǎn)子電阻，電機(jī)在運行時不會過度依賴轉(zhuǎn)子參數(shù)，只和電機(jī)的定子參數(shù)有關(guān)。另外，電壓模型中不包含電機(jī)轉(zhuǎn)速ωr，因此，基于電壓模型的轉(zhuǎn)子磁鏈觀測器很適合在無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)中使用。然而，電壓模型中含有存積分環(huán)節(jié)，會產(chǎn)生積分漂移和初始值的積分誤差累積，將導(dǎo)致系統(tǒng)不能穩(wěn)定運行。針對該問

3、題，本文采用一階慣性環(huán)節(jié)代替純積分環(huán)節(jié)，可以解決純積分環(huán)節(jié)帶來的問題。
　　詳細(xì)分析了MRAS系統(tǒng)的基本原理和結(jié)構(gòu)，重點論述了MRAS辨識系統(tǒng)自適應(yīng)率的選取方案，最終設(shè)計了基于MRAS的轉(zhuǎn)速觀測器。仿真波形表明，轉(zhuǎn)速估計準(zhǔn)確。隨后，采用電流無差拍控制方法，該方法可以明顯降低電流預(yù)測的誤差，從而得到準(zhǔn)確的電壓指令值。
　　在低調(diào)制比情況下，感應(yīng)電機(jī)工作時定子電流諧波含量增大，傳統(tǒng)PWM調(diào)制策略不再適用，必須采用優(yōu)化的PWM方法

4、，本文采用電流諧波最小脈寬調(diào)制方法(CHMPWM)進(jìn)行PWM調(diào)制。首先，對CHMPWM的基本原理進(jìn)行了詳細(xì)分析，對開關(guān)角的計算方法進(jìn)行了討論。隨后，對CHMPWM下的感應(yīng)電機(jī)的電流諧波和轉(zhuǎn)矩脈動進(jìn)行了深入分析，分析表明:CHMPWM可以明顯減少感應(yīng)電機(jī)的電流諧波含量，能夠大大抑制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動。最后，對CHMPWM策略進(jìn)行了仿真研究，結(jié)果表明，CHMPWM策略抑制電流諧波的效果很好。
　　在MATLAB軟件中搭建了低調(diào)制比下的無速