低調制比下感應電機無速度傳感器矢量控制.pdf

1、降低開關器件的開關頻率會增大電流的諧波含量，導致PWM波形紊亂，影響定子電流解耦控制。對于大容量電力傳動裝置，應采用合適的電機控制策略，確保在低調制比下既能減少電流諧波含量，又能提高系統(tǒng)快速響應的能力。本文對感應電機低調制比下的無速度傳感器矢量控制方案進行了較為全面深入的研究，主要工作包括:
　　首先，分析了感應電機矢量控制技術的的原理。在分析感應電機的數(shù)學模型的基礎上，討論了轉子磁鏈的觀測方法和轉子轉速的估計方法。針對磁鏈觀測的

2、問題，本文詳細分析了基于電流模型的磁鏈觀測器和基于電壓模型的磁鏈觀測器。電流模型中含有轉子轉速ωr的信息，故不適用于無速度傳感器的矢量控制系統(tǒng)中。電壓模型中不含轉子電阻，電機在運行時不會過度依賴轉子參數(shù)，只和電機的定子參數(shù)有關。另外，電壓模型中不包含電機轉速ωr，因此，基于電壓模型的轉子磁鏈觀測器很適合在無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)中使用。然而，電壓模型中含有存積分環(huán)節(jié)，會產生積分漂移和初始值的積分誤差累積，將導致系統(tǒng)不能穩(wěn)定運行。針對該問

3、題，本文采用一階慣性環(huán)節(jié)代替純積分環(huán)節(jié)，可以解決純積分環(huán)節(jié)帶來的問題。
　　詳細分析了MRAS系統(tǒng)的基本原理和結構，重點論述了MRAS辨識系統(tǒng)自適應率的選取方案，最終設計了基于MRAS的轉速觀測器。仿真波形表明，轉速估計準確。隨后，采用電流無差拍控制方法，該方法可以明顯降低電流預測的誤差，從而得到準確的電壓指令值。
　　在低調制比情況下，感應電機工作時定子電流諧波含量增大，傳統(tǒng)PWM調制策略不再適用，必須采用優(yōu)化的PWM方法

4、，本文采用電流諧波最小脈寬調制方法(CHMPWM)進行PWM調制。首先，對CHMPWM的基本原理進行了詳細分析，對開關角的計算方法進行了討論。隨后，對CHMPWM下的感應電機的電流諧波和轉矩脈動進行了深入分析，分析表明:CHMPWM可以明顯減少感應電機的電流諧波含量，能夠大大抑制電機的轉矩脈動。最后，對CHMPWM策略進行了仿真研究，結果表明，CHMPWM策略抑制電流諧波的效果很好。
　　在MATLAB軟件中搭建了低調制比下的無速