内置永磁电机全阶磁链观测器分析设计研究文献综述

 2021-11-02 20:43:18

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永磁同步电机因具有结构简单,运行可靠,损耗少,效率高,噪声低、高效率、高功率密度而广泛应用于风力发电系统口。

1986年感应电机直接转矩控制方法的提出使直接转矩控制作为交流电机控制的有效策略得到广泛应用,并且应用到永磁同步电机中.然而,电机电感参数随励磁饱和会发生非线性变化,而永磁体磁链也会随温度发生变化,这都导致转矩控制精度降低。

在实际的系统中,由于缺乏扭矩传感器,不能直接反馈转矩进行控制。

因此.要提高转矩控制精度,必须设计精确的电磁转矩观测器,而转矩观测依赖于定子磁链的观测。

因此,定子磁链观测是实现转矩精确控制的关键。

虽然直接转矩控制因具有动态响应快、对参数依赖少、不需要电流控制器而消除了内部延迟等优点而受到越来越多的关注。

但是它也存在缺点和限制:定子磁链的计算受定子电阻和反电动势积分的影响.因此许多文献中提出改进的磁链估计方法,包括对直流测量偏移进行补偿,以直流偏移是常数为前提,但这在实际运行中并不满足;利用可编程低通滤波器对定子磁链进行估计;利用PI控制器跟踪定子电阻及使用永磁同步电机的电流模型,这两种方法需要用到转子位置信息,导致系统中增加位置传感器.这些方法都增加了计算量和系统模型的复杂度。

中国矿业大学的宋茂林[1]建立了异步电机和全阶磁链观测器的状态空间模型,利用矢量控制技术和基于全阶磁链观测器的模型参考自适应转速辨识方法,分别根据Lyapunov第二法和Popov超稳定性理论介绍了传统转速自适应率的推导过程,并给出了保证转速辨识系统稳定的假设条件。

兰州交通大学的张增华在实验平台的基础上,完成了矢量控制程序的软件开发工作。

然后对组合式磁链观测器的算法进行了软件程序开发并将其应用在实验平台中,通过数字示波器对系统运行中的电机转速、电流和转子角度等信号进行观察,讨论分析了实验结果。

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