低调制比下感应电机无速度传感器矢量控制-电气工程专业毕业论文.docx

低调制比下感应电机无速度传感器矢量控制
摘 要
降低开关器件的开关频率会增大电流的谐波含量,导致PWM波形紊乱,影响定子电流解耦控制。对于大容量电力传动装置,应采用合适的电机控制策略, 确保在低调制比下既能减少电流谐波含量,又能提高系统快速响应的能力。本文对感应电机低调制比下的无速度传感器矢量控制方案进行了较为全面深入的研究,主要工作包括:
首先,分析了感应电机矢量控制技术的的原理。在分析感应电机的数学模型的基础上,讨论了转子磁链的观测方法和转子转速的估计方法。针对磁链观测的问题,本文详细分析了基于电流模型的磁链观测器和基于电压模型的磁链观测器。电流模型中含有转子转速皴的信息,故不适用于无速度传感器的矢量控制
系统中。电压模型中不含转子电阻,电机在运行时不会过度依赖转子参数,只和电机的定子参数有关。另外,电压模型中不包含电机转速以,因此,基于电压模型的转子磁链观测器很适合在无速度传感器矢量控制系统中使用。然而,电压模型中含有存积分环节,会产生积分漂移和初始值的积分误差累积,将导致系统不能稳定运行。针对该问题,本文采用一阶惯性环节代替纯积分环节,可以解决纯积分环节带来的问题。
详细分析了MRAS系统的基本原理和结构,重点论述了MRAS辨识系统自适应率的选取方案,最终设计了基于MRAS的转速观测器。仿真波形表明,转速估计准确。随后,采用电流无差拍控制方法,该方法可以明显降低电流预测的误差,从而得到准确的电压指令值。
在低调制比情况下,感应电机工作时定子电流谐波含量增大,传统PWM调制策略不再适用,必须采用优化的PWM方法,本文采用电流谐波最小脉宽调制方法(CHMPWM)进行PWM调制。首先,对CHMPWM的基本原理进行了详细分析,对开关角的计算方法进行了讨论。随后,对CHMPWM下的感应电机的电流谐波和转矩脉动进行了深入分析,分析表明:CHMPWM可以明显减少感应电机的电流谐波含量,能够大大抑制电机的转矩脉动。最后,对CHMPWM策略进行了仿真研究,结果表明,CHMPWM策略抑制电流谐波的效果很好。
在MATLAB软件中搭建了低调制比下的无速度传感器矢量控制的仿真模型,在四种情况下进行了仿真:空载起动仿真表明:转速响应快,起动转矩大; 满载起动仿真表明:电机带载能力强;突然加、减速仿真结果表明:系统能够准确跟踪给定转速,且转速估计准确,系统鲁棒性强。然后,在课题组实验室搭建试验平台对本文所建立的电机系统进行实验验证,实验结果表明:本文所采用的
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万方数据
工程硕士学位论文
控制方法能够保证感应电机在低调制比下稳定运行,电机具有良好的调速性能。关键字:低调制比;无速度传感器;MARS;CHEPWM;感应电机
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万方数据
低调制比下感应电机无速度传感器矢量控制
Abstract
Reducing the switching frequency of the switching device will increase the harmonic content of the current,resulting in the PWM waveform disorder,affecting the stator current decoupling motor control strategy should be adopted in the large capacity power transmission system,which can reduce the
current harmonic content and improve the ability to respond quickly of the system under low modulation this paper,the sensorless vector control scheme of induction motor under low modulation ratio is studied in depth,main contents include:
Firstly,the principle of vector control of induction motor is on the analysis of the mathematical model of the induction motor in three coordinate systems,the rotor flux observation method and the rotor speed estimation method are