異步電機(jī)無(wú)速度傳感器矢量控制研究

在參數(shù)準(zhǔn)確的情況下，實(shí)際磁鏈ψr=er／s，觀測(cè)磁鏈可表示為：

式中：er為轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)，er=Lr(us-Rsis-Lσpis)／Lm。
可見，在參數(shù)準(zhǔn)確情況下，如果ψr*=ψr，式(9)右邊第2項(xiàng)為零，于是有，所以改進(jìn)型電壓模型可以做到無(wú)幅值和相位誤差。因此，這種改進(jìn)型電壓轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)模型可以在極低速的情況下得出比較準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)結(jié)果。另外，當(dāng)TL取為轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)Tr時(shí)，由電機(jī)的定子電阻參數(shù)誤差帶來(lái)的磁鏈相位誤差可以在低速時(shí)降到一個(gè)很低的水平。
改進(jìn)型電壓模型的反電勢(shì)輸入端經(jīng)過(guò)的不是純積分環(huán)節(jié)，故在實(shí)際應(yīng)用中沒有純積分環(huán)節(jié)的初值和漂移問(wèn)題。該方法還有一個(gè)特點(diǎn)：當(dāng)濾波時(shí)間常數(shù)ω取為與Tr相等時(shí)，觀測(cè)磁鏈的角度在零轉(zhuǎn)速附近對(duì)定子電阻的誤差有魯棒性。

4 硬件構(gòu)成
雙DSP數(shù)字化開發(fā)平臺(tái)控制板以TMS320VC33作為系統(tǒng)的計(jì)算核心，TMS320LF2407A作為系統(tǒng)的控制核心，兩個(gè)DSP處理器之間通過(guò)雙口RAM
進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并采用CPLD為程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器以及I／O口進(jìn)行地址譯碼和讀寫控制。

5 試驗(yàn)
利用試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證所提出的無(wú)速度傳感器矢量控制測(cè)速方法的正確性。其中試驗(yàn)電機(jī)參數(shù)：額定功率2．2 kW，額定線電壓380V，額定電流為5 A，額定頻率為50 Hz，額定轉(zhuǎn)速為l 420 r·min-1，極對(duì)數(shù)為2，定子電阻2．54 Ω，定子漏感11．6279mH，轉(zhuǎn)子電阻1．798 Ω，轉(zhuǎn)子漏感11．627 9 mH，勵(lì)磁電阻3．91 Ω，勵(lì)磁電感235．071 8 mH。

圖4為濾波前后估計(jì)同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速ωs波形。濾波后=31．423 9 rad·s-1，ωs=30．230 8 rad·s-1。轉(zhuǎn)差為1．193 1 rad·s-1。同步轉(zhuǎn)速給定為5 Hz轉(zhuǎn)換為角速度31．415 9 rad·s-1。同步轉(zhuǎn)速估計(jì)誤差為0．292 rad·s-1，相對(duì)誤差0．93％。圖5示出轉(zhuǎn)速5 Hz時(shí)實(shí)際轉(zhuǎn)速和估計(jì)轉(zhuǎn)速對(duì)比。由圖可知，在轉(zhuǎn)子頻率5Hz時(shí)，電角度為62．8rad·s-1，估計(jì)轉(zhuǎn)速誤差最大為0．68rad·s-1，相對(duì)誤差為1．08％。

6 結(jié)論
采用TMS320LF2407A和TMS320VC33組成的雙DSP系統(tǒng)為硬件基礎(chǔ)，基本思想是利用改進(jìn)型電壓模型，實(shí)現(xiàn)同積分運(yùn)算等效的幅值和相位特性。電機(jī)穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，轉(zhuǎn)子反電動(dòng)勢(shì)信號(hào)是正弦波形。而一個(gè)頻率為ω的理想正弦信號(hào)在經(jīng)過(guò)積分環(huán)節(jié)運(yùn)算后，輸出相位滯后π／2，幅值變?yōu)樵瓉?lái)的1／ω倍。
從試驗(yàn)中可知，觀測(cè)得到的磁鏈與轉(zhuǎn)子反電動(dòng)勢(shì)信號(hào)在輸出相位上與通過(guò)純積分環(huán)節(jié)得到的相位仍有一點(diǎn)偏差，故還需要對(duì)補(bǔ)償環(huán)節(jié)上進(jìn)行進(jìn)一步研究，如何使其補(bǔ)償相位完全等效于積分的效果。由試驗(yàn)結(jié)果可見，5 Hz時(shí)的轉(zhuǎn)速估算誤差很低，驗(yàn)證了所提理論的正確性。