异步电动机直接转矩控制中高性能磁链观测器研究.pdf

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特也机200年第2期
动控制
异步电动机直接转矩控制中高性能磁链观测器研究
张继勇,袁如明
(扬州大学,江苏扬州225009)
摘要:磁链观测是实现髙性能电机传动系统的关键环节,为解决传统直接转矩控制系统中定子磁链观测方法
的局限性,设计了高性能全阶磁链观测器实现了定子磁链在全速度范围,尤其在极低速时的准确观测。仿真和实验
结果表明:此方案对定子磁链的观测效果明显优于传统的观测方法,降低了稳态时转矩、磁链和速度的波动,并对电
浮票≤
机参数的变化具有良好的鲁棒性。
关键词:异步电动机;直接转矩控制;磁链观测器
中图分类号:TM343文献标识码:A
文章编号:1004-7018(2007)02-0041-04
Research of High Performance Flux Observer for Direct Torque Control of Asynchronous Motor
92巳
ZHANG Ji-yong, YUAN Ru-ming
(Yangzhou University, Yangzhou 225009, China
Abstract: The key to the high performance motor drive system was flux observation. For solving the limitation in stator
flux estimation by the classical direct torque control (DT), a high performance full order flux observer has been designed
which accurate observation of stator flux has been realized in a wide speed range, especially in extremely low speed. The simu
lation and experimental results showed that this scheme gived an obviously advantage over the classical methods in stator flux
estimation, the torque, current and speed pulsation have been reduced during steady state, and demonstrated higher robustness
to motor parameters variation
Key words: asynchronous motor; direct torque control; flux observer
1引言
分器的低速特性。其基本思想是改进对电压和电流
的检测质量,并采用简单的算法消除了积分器计算
直接转矩控制系统低速性能难以提高的重要原磁链中的直流分量,使系统的低速性能获得一定的
因是低速时定子磁链难以准确观测,分析表明:提高。然而,由于改进方法仅是对积分器的估计值
假如磁链相位观測准确但磁链樞值观测不准,会造进行处理,没有有效的闭环校正环节,因此只能在
成磁链幅值应该增大时反而减小,或者磁链幅值应定的程度上消除直流徧移的问题,无法真正地克服
该减小时反而增大的异常情况。前者将导致电机输积分器的固有缺陷。
异
出转矩减弱,严重时使电机不能正常运行;后者将导
步
为了提高磁链在低速时的观测精度,必须克服:电
致气隙磁场饱和、定子电流波形畸变、转矩输出过上述磁链观測方法的缺陷。本文系统中采用全阶磁动
机
大。这两种异常情况都会导致转矩脉动增大、速度链闭环观测器对定子磁链进行了观测。仿真和系统
直
接
波动,影响系统稳态运行特性
实验证明,采用此方法能够实现对定子磁链的准确转
在直接转矩控制中,传统的方法是采用纯积分观测,并对电机参数的变化具有良好的鲁棒性。
矩
器作为磁链佔计器2,然而积分器本身具有误差积
制
累以及直流偏移问题,这些问题在电机运行于2高性能的定子磁链观测方法
中
高
性
低速时变得非常严重。由于上述原因,文献[5]采2.1异步电动机动态数学模型
能
用低通滤波器代替积分器,消除了积分器的直流偏
磁
电机矢量形式的动态数学模型可描述如下:氵链
移问题;但是又会引入定子磁链幅值和相位的计算
观
dy
测
误差。文献[6]提出了一种简单的方法用以提高积
器
研
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究
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收稿?期:2006-05-29
改稿日期:2006-09-1
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基金项目:扬州大学科研基金(KKO513110)
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