感應(yīng)電機單電流傳感器矢量控制.pdf

1、感應(yīng)電機因其成本低、易維護、堅固可靠等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于工業(yè)傳動領(lǐng)域。矢量控制方法的出現(xiàn)與成熟使得感應(yīng)電機的控制難度大大降低，從而很大程度上提高了感應(yīng)電機變頻調(diào)速系統(tǒng)的性能。矢量控制需要通過電流傳感器與速度傳感器獲取系統(tǒng)的電流與轉(zhuǎn)速信息，進而閉環(huán)控制。但由于傳感器在惡劣的環(huán)境下容易發(fā)生故障，降低了系統(tǒng)的可靠性。
　　本文為了提高控制系統(tǒng)的可靠性，提出了一種單電流傳感器矢量控制方法，該方法可用于電流傳感器與速度傳感器故障后的容錯控制。

2、無論速度傳感器能否正常工作，且在系統(tǒng)中僅有單個健康相電流傳感器的苛刻條件下，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的矢量控制，使感應(yīng)電機變頻調(diào)速系統(tǒng)的安全性、可靠性大大提升。
　　首先，本文提出了一種單電流傳感器矢量控制策略。根據(jù)系統(tǒng)實際的情況對全階狀態(tài)觀測器的結(jié)構(gòu)進行了改進，設(shè)計了一種較為完備的反饋矩陣。通過改進的全階狀態(tài)觀測器估算的定子電流信息替代缺失的其它相電流信號完成閉環(huán)控制。本文分析了電流觀測器的穩(wěn)定性，通過仿真與實驗驗證了所提出策略的可行性與正

3、確性。
　　其次，結(jié)合單電流傳感器矢量控制方法的思想，提出了單電流傳感器模式下無速度傳感器矢量控制策略。通過理論分析，無速度傳感器矢量控制采用基于全階狀態(tài)觀測器的方法，將電流觀測器與速度觀測器進行有機結(jié)合，實現(xiàn)系統(tǒng)在電流與轉(zhuǎn)速信息同時缺失情況下的容錯運行。為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性與轉(zhuǎn)速估計的精度，本文對速度觀測器的穩(wěn)定性進行分析，提出了一種簡單有效的誤差反饋矩陣設(shè)計方法。通過仿真實驗驗證了所提出控制策略的合理性與可行性。
　　最

4、后，搭建了基于ARM的1.1kW感應(yīng)電機對拖加載實驗平臺，加載方案采用同軸對拖的方式。本文從硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計流程兩個方面對實驗平臺進行了介紹，并將本文提出的方法在Keil開放環(huán)境下進行了程序的編寫與調(diào)試。通過在不同條件下的實驗驗證了所提出方法的可行性與正確性。實驗結(jié)果表明，在有速度傳感器的情況下，本文所提出的單電流傳感器矢量控制系統(tǒng)具有良好的控制性能，可以穩(wěn)定運行在極低速甚至零速狀態(tài)。在無速度傳感器的情況下也具有較高的可靠性，可實現(xiàn)系