一种异步电无速度传感器间接磁场定向控制策略-李春菊.docVIP

一种异步电机无速度传感器间接磁场定向 控制策略 李春菊 ，刘国荣 （湖南工程学院电气与信息工程系，湖南 湘潭 411101） 摘要：针对无速度传感器异步电机，提出了一种新的滑模磁通和速度观测方法。实际电流和观测电流之间的误差收敛到零，保证磁通观测器的精确性。根据估计的定子电流和转子磁链来估计转子的转速和转子时间常数。估计的转子时间常数用于滑模计算和观测器结构中，估计的转速用来作为转速调节的反馈。仿真结果证明所提出的速度估算方法有效以及所提出的观测器结构具有鲁棒性。 关键词：无速度传感器；异步电机；间接磁场定向；仿真 中图分类号：TM343 文献标识码：A A Strategy of Speed Sensorless Indirect Field-oriented Control for Induction Motor （Dept. of Elect. And Information Eng. Hunan Institute of Engineering. Xiangtan 411101,China） LIN Chun-ju，LIU Guo-rong Abstract: In this paper a new sliding mode flux and speed observer is proposed for speed sensorless induction motor . The error between the actual and observed currents converges to zero, which guarantees the accuracy of the flux observer. The rotor speed and the rotor time constantare estimated based on the estimated stator currents and rotor flux. The estimated rotor time constant is used in slip calculation and observer structures and the estimated speed is used as feedback to the speed regulation. simulation results of the speed control verify the validity of the proposed speed estimation algorithm and show the robustness and performance of the proposed observer structure。 Key words:Speed sensorless;Induction motor; Indirect field-oriented control;simulation  (1 引言 间接磁场定向控制(IFOC)即转差频率估算矢量控制和磁场定向控制（FOC）是无速度传感器异步电机高性能驱动的两个主要方法[1]。而间接磁场定向控制被证明对转子电阻变化更敏感[2]。在间接磁场定向控制(IFOC)的感应电动机驱动系统中，若能对电动机参数尤其是转子时间常数准确估计 或估计误差充分小的情况下，在任何负载转矩下运行将是全局渐近稳定的[3]。然而，在电动机的运行过程中，转子电阻是一个随温度变化的时变参数，难以准确实时检测或估计。本文所提出的观测器估计电机转速，也估计转子时间常数，因此克服了转子电阻变化所造成的问题。提出的滑模磁通观测器，所观测的磁通收敛性由所观测的电流收敛性来保证。一旦所观测的磁通收敛性有了保证，那么就可通过等效控制来获得转速和转子时间常数。对于无速度传感器异步电机，实现磁场定向在很大程度上取决于如何估计转子位置。为解决这个问题，也有了不同的算法，这些算法可归为两类[4]：一类是“闭环观测器”，使用连同电机模型本身一起的反馈校正来改善估计的准确性[5]。另一类是“开环观测器”，在一定意义上是一个在线电机模型，不需要反馈校正。这两种观测器结构的主要问题是继承了感应电机动力学积分过程，一些文献基于取消策略来避免积分影响。本文中，使用闭环滑模观测器和低通滤波器（LPF ）来解决积分影响。当电机频率低于LPF的截止频率时，将产生估计误差。 2异步电动机在两相静止坐标系下的数学模型 在转子磁场定向的两相静止坐标系下以定子电流和转子磁通为状态变量的异步电机模型为[1] （1） （2） （3） （4） 式中，为转子磁链、定子电流在静止坐标系下α轴和β轴分量,，， ，，为转子