一種基于二階廣義積分器的永磁同步電機(jī)定子磁鏈觀測(cè)方法

2 仿真研究

　　為了驗(yàn)證本文所提出的基于ISOGI的定子磁鏈觀測(cè)器的優(yōu)越性，進(jìn)行了基于MATLAB/Simulink的仿真研究。仿真和實(shí)驗(yàn)所用電機(jī)的額定功率為110KW，額定電流250A，額定電壓380V。

　　為了突出該算法的優(yōu)勢(shì)，對(duì)比研究了該算法與傳統(tǒng)的電壓電流模型磁鏈觀測(cè)器算法。

　　傳統(tǒng)的電壓模型磁鏈觀測(cè)器直接對(duì)反電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行積分，從而獲得定子磁鏈。然而積分算法受積分初始值和積分漂移的影響。圖4給出了電機(jī)運(yùn)行于400r/min，電流為60A時(shí)的仿真結(jié)果，人為在反電動(dòng)勢(shì)中加入了直流偏量，以突出兩種算法的優(yōu)劣。由圖4可清晰地看到，傳統(tǒng)的電壓模型受積分初始值和直流漂移的影響，導(dǎo)致定子磁鏈不能正確得到估計(jì)，而基于ISOGI的算法則不受積分初始值和積分漂移的影響。

3 實(shí)驗(yàn)研究

　　為了進(jìn)一步驗(yàn)證所提算法的有效性，對(duì)基于ISOGI的定子磁鏈觀測(cè)器的性能進(jìn)行了驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下。

　　圖5為轉(zhuǎn)速100r/min，轉(zhuǎn)矩電流50A時(shí)的電壓、磁鏈及電流的穩(wěn)態(tài)波形圖，從圖5中第1個(gè)波形可以看出，基于ISOGI得到的磁鏈滯后約為90o，說(shuō)明其實(shí)現(xiàn)了純積分器的功能;由第2波形可以看出，磁鏈超前 90o，幅值相等均等于指令值2，角度的零點(diǎn)為的過(guò)零點(diǎn);由第3波形可以看出電流I_a幅值達(dá)到相應(yīng)的指令值。以上結(jié)果表明基于ISOGI的定子磁鏈觀測(cè)器可以正常工作，具有較好穩(wěn)態(tài)特性。

　　圖6為電機(jī)加載時(shí)定子電壓與電流實(shí)驗(yàn)波形，可以看出系統(tǒng)具有較好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。

4 結(jié)論

　　本文提出了一種基于ISOGI的永磁同步電機(jī)定子磁鏈觀測(cè)器，分析了其實(shí)現(xiàn)原理和性能，并與傳統(tǒng)的電壓模型定子磁鏈觀測(cè)器進(jìn)行了對(duì)比。通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得出以下結(jié)論：

　　(1)ISOGI環(huán)節(jié)能夠?qū)斎胝倚盘?hào)實(shí)現(xiàn)純積分器的功能，但沒(méi)有純積分器因輸入信號(hào)初值、測(cè)量誤差、采樣誤差等引起較大直流分量及積分飽和的問(wèn)題。

　　(2)ISOGI環(huán)節(jié)中設(shè)置不同的增益系數(shù)k可以使其頻響特性可以在低通濾波器和帶通濾波器中變化，因此可以根據(jù)輸入信號(hào)中諧波分布的不同設(shè)置合適的k值。但在不同k值時(shí)ISOGI在基波頻率處始終表現(xiàn)為純積分器特性。

　　(3)基于ISOGI的磁鏈觀測(cè)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于工程實(shí)現(xiàn);具有良好的動(dòng)穩(wěn)態(tài)特性，可以滿足電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)控制的要求。

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