定子磁場定向無速度傳感器系統(tǒng)研究與開發(fā).pdf

1、本文以感應(yīng)電機(jī)基于定子磁場定向的無速度傳感器控制為主要研究內(nèi)容，針對其中的幾個(gè)關(guān)鍵問題進(jìn)行了深入的理論分析和研究，并且構(gòu)建了DSP(TMS320LF2407A)+CPLD 框架的硬件控制平臺，在此平臺上進(jìn)行了感應(yīng)電機(jī)按定子磁場定向的無速度傳感器矢量控制的調(diào)速實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看系統(tǒng)具有較好的調(diào)速性能，較寬的調(diào)速范圍。 磁鏈估算是無速度傳感器系統(tǒng)的核心問題。定子磁鏈估算相對于轉(zhuǎn)子磁鏈估算需要的電機(jī)參數(shù)少，因此，定子磁場定向的無速度傳

2、感器系統(tǒng)參數(shù)魯棒性強(qiáng)。本文詳細(xì)闡述了定子磁場定向技術(shù)的出發(fā)點(diǎn)和原理，深入討論了磁鏈和轉(zhuǎn)矩的解耦方法，建立了感應(yīng)電機(jī)按定子磁場定向的無速度傳感器系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)，并理論分析了電感參數(shù)對不同參考系下無速度傳感器系統(tǒng)的影響。 定子電流和電壓對定子磁鏈的估算有著直接影響。本文詳細(xì)論述了非線性形態(tài)濾波器的原理，并將其引入電流信號的濾波，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明非線性形態(tài)濾波器在有效消除電流信號中正負(fù)脈沖干擾的同時(shí)很好地保留原有信號的特性，取得良好的濾波

3、效果。本文深入分析了死區(qū)效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理、死區(qū)對電壓基波分量和諧波分量的影響及其對電流波形的影響，提出了一種基于檢測功率管實(shí)際導(dǎo)通時(shí)間的死區(qū)補(bǔ)償和電機(jī)電壓直接檢測方法，利用檢測的死區(qū)補(bǔ)償時(shí)間進(jìn)行死區(qū)補(bǔ)償可以有效地提高波形質(zhì)量，抑制諧波，同時(shí)檢測到的電機(jī)相電壓也具有較高的精度。 在定子磁鏈觀測方面，純積分器很容易導(dǎo)致輸出信號飽和與偏移，一階低通濾波器可以在一定程度上抑制飽和與偏移，但不可避免地引入了幅值和相位誤差。本文深入研究了帶反

4、饋補(bǔ)償積分器的工作原理、特性及其相關(guān)參數(shù)的選取原則，指出閾值固定的雙積分器可以有效抑制飽和與直流偏移，并且在低頻飽和狀態(tài)下可以完全補(bǔ)償幅值和相位誤差。將閾值固定的雙積分器應(yīng)用于實(shí)際系統(tǒng)取得良好的定子磁鏈觀測效果。 在仿真條件逼近實(shí)際工況的仿真環(huán)境下進(jìn)行系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真可以為研究工作提供具有很強(qiáng)的實(shí)際指導(dǎo)意義。本文在具有半物理仿真特性的SaberDesigner 軟件下，建立了感應(yīng)電動機(jī)基于磁場定向的無速度傳感器調(diào)速系統(tǒng)仿真平臺，在

5、此平臺上對按轉(zhuǎn)子磁場定向和定子磁場的無速度傳感器系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究和對比，并且通過仿真實(shí)驗(yàn)研究了電機(jī)參數(shù)對上述兩種磁場定向無速度傳感器系統(tǒng)的影響。 理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)都表明無速度傳感器系統(tǒng)嚴(yán)重依賴于電機(jī)參數(shù)的準(zhǔn)確性。 本文在借鑒其他學(xué)者研究成果的基礎(chǔ)上，提出了一種改進(jìn)的感應(yīng)電機(jī)參數(shù)的離線檢測方法。該方法結(jié)合SVPWM 調(diào)制方式，并引入了電流調(diào)節(jié)器，加快了參數(shù)辨識過程，增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性，利用離散快速傅立葉變換(DFFT)

6、計(jì)算電流電壓的有效值和功率因數(shù)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾能力。上述方法充分利用現(xiàn)有的軟、硬件條件，完全由系統(tǒng)自動完成，無需人工連線，非常適合于無速度傳感器系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有良好的一致性和較高的精度。 感應(yīng)電機(jī)參數(shù)會隨運(yùn)行條件和環(huán)境的改變而變化，按定子磁場定向的無速度傳感器系統(tǒng)中，定子磁鏈的估算和定子電阻密切相關(guān)。本文提出了一種定子電阻閉環(huán)在線估計(jì)方法。該方法原理簡單、實(shí)現(xiàn)方便，仿真結(jié)果表明該方法可以很好地跟蹤定子電阻的變化，改善系統(tǒng)的