无速度传感器矢量控制原理
变频器矢量控制的基本原理分析

变频器矢量控制的基本原理分析
矢量控制的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量,根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制,从而达到控制异步电动机转矩的目的。
具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量(励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)分别加以控制,并同时控制两分量间的幅值和相位,即控制定子电流矢量,所以称这种控制方式称为矢量控制方式。
矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。
基于转差频率控制的矢量控制方式同样是在进行U/f=恒定控制的基础上,通过检测异步电动机的实际速度n,并得到对应的控制频率f,然后根据希望得到的转矩,分别控制定子电流矢量及两个分量间的相位,对通用变频器的输出频率f进行控制的。
基于转差频率控制的矢量控制方式的最大特点是,可以消除动态过程中转矩电流的波动,从而提高了通用变频器的动态性能。
早期的矢量控制通用变频器基本上都是采用的基于转差频率控制的矢量控制方式。
无速度传感器的矢量控制方式是基于磁场定向控制理论发展而来的。
实现精确的磁场定向矢量控制需要在异步电动机内安装磁通检测装置,要在异步电动机内安装磁通检测装置是很困难的,但人们发现,即使不在异步电动机中直接安装磁通检测装置,也可以在通用变频器内部得到与磁通相应的量,并由此得到了所谓的无速度传感器的矢量控制方式。
它的基本控制思想是根据输入的电动机的铭牌参数,按照一定的关系式分别对作为基本控制量的励磁电流(或者磁通)和转矩电流进行检测,并通过控制电动机定子绕组上的电压的频率使励磁电流(或者磁通)和转矩电流的指令值和检测值达到一致,并输出转矩,从而实现矢量控制。
《异步电机无速度传感器矢量控制系统的设计与实现》

《异步电机无速度传感器矢量控制系统的设计与实现》一、引言随着现代工业技术的飞速发展,对于电机控制系统的性能和可靠性要求也越来越高。
其中,异步电机无速度传感器矢量控制系统是一种能够满足高性能需求的技术手段。
这种系统不需要机械式速度传感器,就能够精确控制电机的转矩和速度,具有较高的动态响应和稳定性。
本文将详细介绍异步电机无速度传感器矢量控制系统的设计与实现过程。
二、系统设计1. 总体设计异步电机无速度传感器矢量控制系统主要由电机本体、逆变器、控制器等部分组成。
其中,控制器是整个系统的核心部分,负责实现电机的矢量控制。
2. 矢量控制算法设计本系统采用无速度传感器矢量控制算法,主要包括磁链观测、转子时间常数辨识、电流控制等部分。
其中,磁链观测是实现无速度传感器控制的关键技术之一,能够根据电机定子电压和电流信息估计出转子磁链的位置和大小。
转子时间常数的辨识则是为了提高系统的动态性能和鲁棒性。
电流控制则是根据电机转矩需求和观测到的转子磁链信息,控制逆变器输出电压,实现电机的精确控制。
3. 控制器硬件设计控制器硬件主要包括微处理器、功率驱动电路、采样电路等部分。
微处理器是控制器的核心部件,负责运行矢量控制算法和实现各种保护功能。
功率驱动电路将微处理器的控制信号转换为逆变器所需的驱动信号。
采样电路则负责实时采集电机的电压、电流等信号,为矢量控制算法提供必要的输入信息。
三、系统实现1. 软件设计软件设计主要包括操作系统、控制算法程序等部分。
操作系统负责管理控制器的硬件资源,为控制算法程序提供运行环境。
控制算法程序则是实现无速度传感器矢量控制的核心程序,包括磁链观测、转子时间常数辨识、电流控制等部分的实现。
2. 实验验证为了验证本系统的性能和可靠性,我们进行了大量的实验验证。
实验结果表明,本系统具有较高的动态响应和稳定性,能够精确控制电机的转矩和速度,且无需机械式速度传感器,具有较高的实用价值。
四、结论本文介绍了一种异步电机无速度传感器矢量控制系统的设计与实现过程。
异步电机无速度传感器矢量控制策略综述

矢量控制策略具有动态响应快、转 矩脉动小、运行效率高等技术优势 ,在异步电机控制领域得到了广泛 应用。
02
异步电机无速度传感器技术
无速度传感器技术原理
估计转速和位置
通过检测电机的电压、电流等电气信 号,利用特定的算法估计电机的转速 和转子位置。
消除机械传感器
无需使用机械式的速度传感器,降低 了系统的复杂性和成本,同时提高了 系统的可靠性和维护性。
节能环保
无速度传感器技术能够实 现电机的精确控制,减少 不必要的能耗,有利于节 能环保。
矢量控制策略简介
基本原理
矢量控制策略是一种通过坐标变 换将三相交流电机等效为直流电 机进行控制的方法,可以实现电
机的高性能控制。
控制方法
矢量控制策略包括磁场定向控制( FOC)和直接转矩控制(DTC)等 方法,可以根据不同的应用需求选 择合适的控制方法。
无速度传感器技术分类
01
基于电机模型的方法
利用电机的数学模型,通过检测电机的电压、电流等电气信号估计转速
和转子位置。如基于扩展卡尔曼滤波器(EKF)的方法。
02
基于信号处理的方法
通过分析电机运行过程中的信号特征来估计转速和转子位置。如基于振
动信号分析、电流频谱分析等方法。
03
混合方法
结合电机模型和信号处理的方法,以充分利用两者的优点,提高估计精
展望
• 在未来,该控制策略有望成为电机控制领域的主流 技术之一,为工业自动化、智能家居等领域带来更 多的创新和变革。
THANK YOU
异步电机无速度传感器矢量控制策略的优势与局限
优势
局限
• 无需使用速度传感器,降低了系统成本和复杂度。
• 通过对电机参数的精确测量和计算,可以实现高精度 的矢量控制,提高了电机的运行效率和性能。
异步电机无速度传感器矢量控制策略综述

基于滑模控制的自适应控制策略
总结词
滑模控制是一种非线性控制策略,其核心思 想是在控制过程中使系统的状态轨迹在预设 的滑模面上滑动,以达到预设的目标。
详细描述
在无速度传感器矢量控制中,滑模控制通常 用于估计转速和转子位置。通过设计适当的 滑模面和控制律,可以使系统的状态轨迹在 滑模面上滑动,并根据滑模面的输出估计转 速和转子位置。
基于人工智能的无速度传感器控制技术
1 2
神经网络(NN)
利用多层神经网络对电机转速进行估计,具有 较好的自适应性和鲁棒性。
支持向量机(SVM)
通过构建支持向量机分类器或回归器,实现对 电机转速的估计和控制。
3
强化学习(RL)
通过设计合适的奖励函数和策略,实现对电机 转速的优化控制。
基于信号处理的无速度传感器控制技术
无速度传感器技术的优势
无速度传感器技术能够简化系统结构,降低成本,提高可靠性,因此研究无速 度传感器矢量控制策略具有重要的实际意义。
研究现状与发展
研究现状
目前,异步电机无速度传感器矢量控制策略的研究已经取得了一定的成果,各种 控制方法不断涌现,如基于模型的控制、滑模控制、神经网络控制等。
发展方向
未来的研究将更加注重控制算法的优化和实际应用效果的验证,同时结合现代信 号处理技术和人工智能技术,进一步发展新型的无速度传感器矢量控制策略。
CHAPTER 03
无速度传感器矢量控制技术
基于模型的无速度传感器控制技术
模型预测控制(MPC)
利用电机动态模型进行预测和反馈控制,以达到良好的动态性能 。
滑模观测器(SMO)
通过设计滑模面和滑模控制器,实现对电机转速的精确估计。
扩展卡尔曼滤波(EKF)
电梯用永磁同步电机无速度传感器矢量控制研究

一 2 — 7
分量 。反 电 动 势 、 轴 分 量 表 达 式 包 含 了 PS M M转子位置信息 ,可以利用反电动势来求取转
子位置 。
2 MS 无速度传感器矢量控制 P M
2 1 总体 控制原 理 . 由式 ( ) 可见 ,电机 产生 的驱 动 转 矩 只 与 i 3 。 成 正 比关 系 。为 了使 i 最大 以得 到 最 大 电机 转矩 ,
Ab t a t sr c :Ths p p rsu i st e P M e s r s e tr c n rl s se b s d o h u z b ev r n r s n s i a e t d e h MS s n ol s v co o to y t m a e n t e f zy o s r e ,a d p e e t e
( ) 出 e e c输 和 B
图 3 模 糊观 测器输入/ 出变量隶属度 函数分布 图 输 《 起重运输机械》 2 1 ( ) 02 2
表 1 模糊控制规则表
I1 n 0u t
3 仿真测试
为了验证设计方案 的有效性 和可行性 ,本 文
p M zE zE Ns
。 永 磁 同步 电动 机 作 为 电 梯 曳 引 电 机 具 有 效 率 。
1 P S 数 学 模 型 M M
表面 式永 磁 同 步 电 机 在旋 转 ( d~q 坐标 系 ) 下 的定子 电流数学 模 型为 _ 2 ]
高 、机 械 噪 声 小 、转 矩 脉 动 低 、动 态 响应 快 、质 量 轻 、体 积小 等 优 点 ,因 此 得 到 广 泛 应 用 … 。但 是 ,多数 电梯 控 制 系 统 采 用 机 械 式 传 感 器 测 量 转 子 的速 度 和 位 置 ,这 不 仅 加 大 了系 统 控 制 的复 杂
无速度传感器感应电机矢量控制系统的研究的开题报告

无速度传感器感应电机矢量控制系统的研究的开题报告题目:无速度传感器感应电机矢量控制系统的研究一、选题背景随着工业自动化的不断推进和发展,传统的电机控制方式已经不能满足工业现代化的需求。
电机矢量控制技术是一种新兴的控制技术,可以提高电机的精度和效率,且具有自我诊断和扩展性等优点。
然而,传统电机矢量控制系统通常需要速度传感器进行控制,成本较高且易受环境干扰,因此研究无速度传感器感应电机矢量控制系统具有重要的理论和实践意义。
二、研究目的本研究旨在通过对无速度传感器感应电机矢量控制系统的研究,探究其在电机控制方面的优势和实际应用价值。
具体研究内容包括:1. 建立无速度传感器感应电机矢量控制系统的数学模型,分析其原理和特点;2. 设计和实现无速度传感器感应电机矢量控制系统的算法,验证其正确性和稳定性;3. 综合比较传统电机矢量控制系统和无速度传感器感应电机矢量控制系统的性能优劣;4. 将无速度传感器感应电机矢量控制系统应用到实际电机控制系统中,探究其实用价值。
三、研究方法本研究主要采用理论研究和实验研究相结合的方法。
具体包括:1. 基于电机理论和控制系统理论,建立无速度传感器感应电机矢量控制系统的数学模型;2. 设计和实现无速度传感器感应电机矢量控制系统的算法,并进行仿真验证和实验测试;3. 根据实验数据,综合比较传统电机矢量控制系统和无速度传感器感应电机矢量控制系统的性能表现;4. 将无速度传感器感应电机矢量控制系统应用到实际电机控制系统中,并进行功能测试和效果评估。
四、研究内容和进度安排1. 建立无速度传感器感应电机矢量控制系统的数学模型(两周);2. 设计和实现无速度传感器感应电机矢量控制系统的算法(四周);3. 进行仿真验证和实验测试(四周);4. 综合比较传统电机矢量控制系统和无速度传感器感应电机矢量控制系统的性能表现(两周);5. 将无速度传感器感应电机矢量控制系统应用到实际电机控制系统中,并进行功能测试和效果评估(两周);6. 撰写研究报告(两周)。
矢量控制的原理

矢量控制的原理矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量,根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制,从而达到控制异步电动机转矩的目的具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量(励磁电流) 和产生转矩的电流分量(转矩电流) 分别加以控制,并同时控制两分量间的幅值和相位,即控制定子电流矢量,所以称这种控制方式称为矢量控制方式。
矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。
直接转矩控制也称之为“直接自控制”,这种“直接自控制”的思想是以转矩为中心来进行磁链、转矩的综合控制。
和矢量控制不同,直接转矩控制不采用解耦的方式,从而在算法上不存在旋转坐标变换,简单地通过检测电机定子电压和电流,借助瞬时空间矢量理论计算电机的磁链和转矩,并根据与给定值比较所得差值,实现磁链和转矩的直接控制。
矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量,根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制,从而达到控制异步电动机转矩的目的。
具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量(励磁电流) 和产生转矩的电流分量(转矩电流) 分别加以控制,并同时控制两分量间的幅值和相位,即控制定子电流矢量,所以称这种控制方式称为矢量控制方式。
矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。
基于转差频率控制的矢量控制方式同样是在进行U / f =恒定控制的基础上,通过检测异步电动机的实际速度n,并得到对应的控制频率f,然后根据希望得到的转矩,分别控制定子电流矢量及两个分量间的相位,对通用变频器的输出频率f进行控制的。
基于转差频率控制的矢量控制方式的最大特点是,可以消除动态过程中转矩电流的波动,从而提高了通用变频器的动态性能。
早期的矢量控制通用变频器基本上都是采用的基于转差频率控制的矢量控制方式。
异步电动机无速度传感器的矢量控制

算法 、 模 型参 考 自适 应 系统 、 扩展卡 尔曼滤 波 法、 神经 网络法和基于齿 谐波 的转子 转速 辨识
关键词: 矢量控制
应 系统
无速度传感器
模型参考 自 适
等[ 1 】 , 目前使用较为广泛的一种转速辨识方法是
M RAS 。本 文 以异 步 电动 机 矢 量 控 制 原 理 为 基
中图分类号: T M3 0 6 文献标识码 : A
DOI 编码 : 1 0 . 3 9 6 9 / j . 1 s s nl 0 0 6 . 2 8 0 7 . 2 0 1 3 . 0 2 . 0 0 6
Abs t r a c t :A ki n d o f v e c t o r c o n t r o l s y s t e m wi t h o u t s p e e d s e n s o r f o r a s y n c h r o n o u s mo t o r , i n wh i c h t h e mo d e l
础, 研究基于MR AS 的无速度传感器矢量控制系
统, 并且在转速估算环节中加入类似低通滤波器 的一阶传递 函数对估算转速进行处理。
r e f e r e n c e a d a p t i v e s y s t e m( MRAS ) w a s u s e d t o e s t i ma t e t h e
现代驱动与控嗣
异 步 电动机 无速 度传 感器 的矢 量控 制
顾 杨 王 步来 段 占晓 孙 中阳
上海海事大学 ( 2 0 0 1 3 5 )
Ve c t o r Co n t r o l S y s t e m wi t ho u t S pe e d Se ns o r f o r As y nc hr o no us Mo t o r
无速度传感器的矢量控制系统仿真

课程设计任务书学生姓名:专业班级:指导教师:工作单位:武汉理工大学题目: 无速度传感器的矢量控制系统仿真初始条件:电机参数为:额定电压U=380V、频率50=、定子电阻s R=0.252Ω、f Hz额定功率P=2.2KW、定子自感L=0.0016H、转子电阻r R=0.332Ω、额定转速sn=1420rpm、转子自感r L=0.0016H、级对数p n=2、互感m L=0.08H、转动惯量J=0.6Kgm2要求完成的主要任务:(1)设计系统原理图;(2)用MATLAB设计系统仿真模型;(3)能够正常运行得到仿真结果,包括转速、转矩等曲线,并将推算转速与实际转速进行比较参考文献:[1] 洪乃刚.《电力电子和电力拖动控制系统的MATLAB仿真》.北京:机械工业出版社,2005:212-215时间安排:2011年12月5日至2011年12月14日,历时一周半,具体进度安排见下表指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日摘要异步电动机具有非线性、强耦合、多变量的性质,要获得高动态调速性能,必须从动态模型出发,分析异步电动机的转矩和磁链控制规律,研究高性能异步电机的调速方案。
矢量控制是目前交流电动机较先进的一种动态模型,它又有基于转差频率控制的、无速度传感器和有速度传感器等多种矢量控制方式。
无速度传感器控制的高性能通用变频器是当前全世界自动化技术和节能应用中受到普遍关心的产品和开发课题。
本文介绍无速度传感器的矢量控制系统的原理和Matlab仿真。
关键词:矢量控制、无速度传感器、Matlab目录1矢量控制概述 (1)2无速度传感器矢量控制系统 (1)3无速度传感器矢量控制方法 (2)4无速度传感器矢量控制系统SIMULINK分析 (3)5仿真结果分析 (8)6学习心得 (9)7参考文献 (1)无速度传感器的矢量控制系统仿真1矢量控制概述空间矢量法是一种应用于交流电机变频调速领域的最重要的闭环控制技术之一,并且常用于交流电机动态建模。
矢量控制的基本原理

数,从而对普通的异步电动机进行有效的矢量控制。除了上述的无传感器矢量控制和转矩矢量控制等,可提高异步电动机转矩控制性能的技术外,目前的新技术还包括异步电动机控制常数的调节及与机械系统匹配的适应性控制等,以提高异步电动机应用性能的技术。为了防止异步电动机转速偏差以及在低速区域获得较理想的平滑转速,应用大规模集成电路并采用专用数字式自动电压调整(AVR)控制技术的控制方式,已实用化并取得良好的效果。
ห้องสมุดไป่ตู้
通用变频器矢量控制的基本原理
矢量控制的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量,根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制,从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (励磁电流) 和产生转矩的电流分量 (转矩电流) 分别加以控制,并同时控制两分量间的幅值和相位,即控制定子电流矢量,所以称这种控制方式称为矢量控制方式。矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。
基于转差频率控制的矢量控制方式同样是在进行U / f =恒定控制的基础上,通过检测异步电动机的实际速度n,并得到对应的控制频率f,然后根据希望得到的转矩,分别控制定子电流矢量及两个分量间的相位,对通用变频器的输出频率f进行控制的。基于转差频率控制的矢量控制方式的最大特点是,可以消除动态过程中转矩电流的波动,从而提高了通用
MM440 SINAMICS G120:无速度传感器矢量控制(SLVC)

MM440 / SINAMICS G120:无速度传感器矢量控制(SLVC)/CN/llisapi.dll?func=cslib.csinfo&lang=zh &siteid=cseus&aktprim=0&extranet=standard&viewreg=CN&objid=30563628&t reeLang=zh应用无速度传感器矢量控制(SLVC)无速度传感器矢量控制(SLVC)基于对转子位置的反复计算,任何原因引起的转子位置信息丢失(定向丢失)将导致不可预知的结果。
不正确的电机调试、电源故障引起的温度信息丢失,以及类似的干扰均有可能导致定向丢失。
无速度传感器矢量控制需要精心的调试和设置,这应该由具有MM4 / G120 SLVC 操作经验的调试工程师进行。
重要提示:SLVC 不应用于下列情形:1. 电机-变频器功率比值小于1:42. 最大输出频率大于200Hz3. 多机传动4. 变频器与电机间接有接触器,变频器运行时,绝对不允许打开接触器5. 提升机当变频器定向信息丢失,OFF1 或OFF3 将不再能够使电机停车,这就是在调试变频器时,必须连接OFF2或脉冲禁止功能的原因(可参考ID: 7497349 How can the MM440 be shut down in the event of loss of Vector action?).推荐的调试方法正确地输入电机参数以及完成电机识别对于SLVC的正确工作极其重要,执行的顺序也很重要,因为快速调试生成初始电机模型,而电机识别则对这一模型进行改进。
实现过程如下:1. 快速调试与初始电机模型P0003 = 2 (访问级别2)P0010 = 1 (快速调试)P0300 及接下来的电机参数根据电机铭牌进行设置。
P0700, P1000, P1080/P1082, P1120/P1121 选择命令源,选择设定值源,Fmin/Fmax, 斜坡时间等等。
异步电机无速度传感器矢量控制策略综述

描述转子位置、速度、电流等变量之间的关系,以及它们与 定子电压、电流等变量之间的关系。
矢量控制的基本原理
矢量控制概念
将异步电机的三相电流通过派克变换转化为直交坐标系下的直流电流,通过 对直流电流的控制实现异步电机的矢量控制。
矢量控制的优点
通过控制直交坐标系下的电流,可以实现对异步电机转矩和磁通的独立控制 ,提高电机的效率和动态性能。
测试环境
为保证实验的准确性,实验环境需要具备良好的电磁兼 容性,且需使用高性能的数字信号处理器(DSP)进行 控制算法的运行。
实验结果与分析
实验结果
通过对比实验,可以得出无速度传感器矢 量控制策略在异步电机控制中具有优越的 性能表现。
VS
结果分析
无速度传感器矢量控制方法可以消除传统 控制方法中必需的机械速度传感器,从而 提高系统的可靠性和鲁棒性,同时制器
根据异步电机的数学模型和给定 的参考信号,计算出需要的电压 和电流控制量,并将其输出到 PWM调制器和逆变器。
PWM调制器
将控制器的输出转化为脉冲信号 ,控制逆变器的开关状态,从而 实现对异步电机电源的控制。
逆变器
根据PWM调制器输出的脉冲信 号,产生异步电机所需的电压和 电流,实现对电机的控制。
步研究提供了理论依据和参考。
研究不足与展望
01
虽然本文对无速度传感器矢量控制策略的研究现状进行了较为全面的综述,但 还有一些方法尚未涉及,如基于人工智能等非线性控制方法在无速度传感器矢 量控制中的应用等。
02
此外,本文所综述的实验数据主要来自仿真和实验室研究,实际应用中可能存 在不确定性和干扰因素,因此需要进一步研究更为实用的控制策略。
控制策略对比与优劣分析
极低速区永磁同步电机无速度传感器控制方法比较

3 仿真结果
本文对高、低频信号注入法进行了仿真比 较,所用电机参数如表 1 所示。
表 1 SMPM 电机参数
参数
仿真
定子电阻/ Ω
4.765
d, q 轴电感/ H
0.014
永磁磁链/ Wb
0.1848
转动惯量/ kg*m2
1 .0 5 1 × 1 0 -4
额定电流/ A
3.06
额定频率/ Hz
125
θ% r
其中,BSF 表示带阻滤波,滤除 cos(2ωht) 。
由(2)式可以看出,若 iθ%r 为零,则意味着
θ%r 为零。因此,可以通过控制误差信号 iθ%r 为
零,使得转子位置误差为零,从而获得准确的
转子位置,并进而获得准确的估计转速。
图 (1) 为 基 于 上 述 高 频 信 号 注 入 法 的
因此,可构造如下误差信号:
( ) iθ%r ≡ BSF iˆqrsh cosωht
=
BSF
⎛ ⎜⎜⎝
U inj ωh
sin 2θ%r Ldh Lqh
⎛ ⎜⎝
Ldiff
1+ cos 2ωht 2
⎞ ⎟⎠
⎞ ⎟⎟⎠
(2)
=
Uinj Ldiff 2ωh Ldh Lqh
无速度传感器矢量控制原理

无速度传感器矢量控制原理
无速度传感器矢量控制原理是利用空间矢量变换原理,将三相交流电转换成矢量电,并对矢量电进行测量和控制,从而实现电机的转速和位置控制。
无速度传感器矢量控制方式对于转速的测量是间接的,一般都是通过容易测量的定子电压和电流信号间接求得转速。
目前常用的方法有:利用电动机模型推导出转速方程式,从而计算转速;利用电动机模型计算转差频率,进行补偿;根据模型参考自适应控制理论,选择合适的参考模型和可调整模型,同时辨识转速和转子磁链;利用其它辨识或估计方法求得转速。
MRAS的无速度传感器矢量控制系统

i l me tt e c o e .o p c n r l o p e n e d o i n e o t o f i d c i n mo o n v c o o t o y t m .Us mp e n h l s d 1 o o to f s e d a d f l re t d c n r l o n u to t r i e t r c n r ls se i e v la e a d c r e t fo a y c r n u t rt r i a s i a e mo o o a i n s e d I s n h o o s m o o p e .e s o t g n u r n r m s n h o o s mo o e m n le tm t t r r t to p e . n a y c r n u t r s e d 1 s
Ab t a t p e - s e s rv co o t ls s m a e n mo e ee e c d pi e s s m MR )i s de o sr c :S e d l s sn o e t rc n r y t b s d o d l fr n e a a t y t r AS S t id t e o e r v e u
h g y a c a d sa i e f r n ea d s a i t . i h d n mi n t tc p r o ma c n t b l y i Ke o d :s e d 1 s e s r v c o o t o ; RAS: i v w r s p e .e ss n o ; e t rc n r l M smulto a in
无速度传感器的异步电机矢量控制系统设计

T M 3 4 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 7— 7 8 2 0 ( 2 0 1 7 ) 0 7—1 1 0— 0 4 中 图分 类 号
De s i g n o f Ve c t o r Co nt r o l Sy s t e m f o r As y nc h r o no u s Mo t o r
r e a l i z e d b y me a s u r i n g c ur r e n t v e c t o r o f s t a t o r .I n o r d e r t o c o n t r o l t h e t o r q u e o f AC a s y n c h r o n o u s mo t o r s ,t h e e x c i t a t i o n
wi t ho u t Spe e d S e ns o r
DU L i x i a
( S c h o o l o f E l e c t r o n i c a n d I n f o r m a t i o n E n g i n e e i r n g , L a n z h o u J i o a t o n g U n i v e r s i t y , L a n z h o u 7 3 0 0 7 0 , C h i n a )
3 竹技2 0 1 7 午 第 3 0 卷 第 7 期
E l e c t r o n i c S c i . & T e c h . / J u 1 . 1 5. 2 0 1 7
图 像
・编 码 与 软 件
d o i : 1 0 . 1 6 1 8 0 / j . c n k i . i s s n l O 0 7— 7 8 2 0 . 2 0 1 7 . 0 7 . 0 3 0
MW级异步电机无速度传感器矢量控制研究
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关键 词 :模 型 参考 自适 应 ;速度 辨 识 ;无 速度 传感 器 ;矢量控 制 ;反 电动 势
中 图 分 类 号 : M3 1 T 0. 2 文献标志码 : A 文 章 编 号 :17 — 8 32 1)3 0 6— 5 6 3 9 3 (0 20 — 0 3 0
Re e r h o pe d S ns re sVe t rCo to fM W s n h o o o o s a c n S e e o l s c o n r lo A y c r n usM t r
e e to tv o c t o t u ei tg a si a es e d, n nr d c dt ev co o to rn i l n p e si a lcr mo i ef r ewih u r e r l o e t p n t m t p e a di to u e e trc nr l i cp ea d s e de t h p m - to eh d. isl m a ea sm u ai n r s a c t alb. e o d y, e l e p e e o ls e trc n o nt e i n m t o F rty, d i l t e e r h wi M ta S c n l r a i ds e d s ns re sv co o t li h o h z r e pe m e tl o e y t m f o o si gsai na di r e n r a es se o usn s, y tm a a ee su e e x r i n a w rs se o t r e tn tto o d rt ic e s y tm r b t e s s se p rm tr s dt p m t n n o h
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矢量控制的基本思想
β
β
A
0
B
ωs
φ ABC
ωs φαβ T
iβ
α
ωs
iM
φMT
M
B
C
C
ib
A
0
ia
α
T
0
M
iT
iα
坐标变换矢量图
磁场定向控制矢量图
矢量控制框图
i i
M, T
iA,iB,iC
C2R/2SiMT =iαβ iiα ,,iiββ CS/3Siαβ =iABC i i i α 2 A, B, C
异步电机无速度传感器矢量控制框图
ψ r
im
e
ω
ω r
r
ψr
AБайду номын сангаасR ψ
ASR
T
Lr pm Lm
ψr
÷
iM i T
iα
iA
iB
iT
iβ
iC
iA iB
S
ψr
iC
uA u B uA
uC
ωr
uB uC
iM ,iT i =C i MT 2S/2R αβ
iα , i β
i iαβ =C3S/2SiABC iA,iB,C
异步电动机转子磁链观测器
iA (iB ,iC )
3S / 2 S
uA (uB,uC )
iα 1 (iβ 1 )
变换
Rsiα 1 (iβ 1 )
+
d dt
Lσ
diα 1 (iβ 1 ) dt
众所周知,晶闸管供电的转速电流双闭环直 流调速系统具有优良的静动态调速特性,其根本 原因在于作为控制对象的他励直流电动机的电磁 转矩可以灵活地进行控制,因为直流电动机电磁 转矩中的两个控制量磁通和电枢电流在空间位置 上相互正交、 和相互独立无耦合,可分别进行 控制。 Te 交流异步电动机的电磁转矩,= KmΦmI2 cos2 电磁 转矩与磁通、转子电流、转子功率因数有关;磁 通由定、转子磁势共同产生;另外磁通、转子电 流、转子功率因数都是转差率s 流、转子功率因数都是转差率s的函数,它们相 互耦合,互不独立。因此要想在动态中准确地控 制异步电动机的转矩显然是比较困难的。
uα1(uβ1 )
+
ψr
×
K1 K1
eM1
÷
×
×
eT 1 2S /2R
eα (eβ )
s
K2
无速度传感器矢量控制速度计算方法
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 直接计算法 直接状态方程合成法 模型参考自适应方法 基于自适应全阶状态观测器的方法 基于扩展卡尔曼滤波器的方法 高频信号注入法 基于神经网络的方法
无速度传感器矢量控制原理
任何电力拖动系统都服从于基本运动方程式:
G D 2 dn Te T L = 375 dt
式中,为电动机的电磁转矩,为负载转矩,为转动惯 量,n 量,n为电动机的转速。 由上式可以知道,如果能快速准确地控制电磁转矩, 那么调速系统就具有较高的动态性能,因此,调速 系统性能好坏的关键是对电磁转矩的有效控制。
那么交流电动机是否可以模仿直流电动机的 转矩控制规律而加以控制呢?1971年德国学者 转矩控制规律而加以控制呢?1971年德国学者 Blaschke等人提出的矢量变换控制原理实现了 Blaschke等人提出的矢量变换控制原理实现了 这种控制思想。矢量变换控制成功地解决了交 流电动机电磁转矩的有效控制,像直流调速系 统一样,实现了交流电动机磁通和转矩的独立 控制,从而使交流电动机变频调速系统具备了 直流调速的优点。