异步电机电流调节器pi参数整定与抗饱与研究

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1、第45卷第4期电力电子技术Vo1．45，No．42011年4月PowerElectronicsApril2011异步电机电流调节器PI参数整定及抗饱和研究杨立永，刘硕，李正熙，张云龙(北方工业大学，机电工程学院，北京100041)摘要：针对异步电动机电流环中存在的耦合问题，首先利用状态反馈方法对感应电机的状态空间方程进行解耦，给出了解耦之后的电机模型；给出了一种交流电动机电流环的PI调节器参数整定方法．对电流调节器进行了整定，并分析了调节器抗饱和问题，给出一种新型抗积分饱和控制器的设计方法。为验证该方法的有效性，利用Matlab仿真软件进行了仿

2、真实验，并在1．1kW的矢量控制实验平台上进行了实验验证，实验结果与仿真结果一致，设计的电流调节器具有较好的稳态和动态性能。关键词：异步电机；矢量控制；比例积分调节器；抗积分饱和中图分类号：TM364．2文献标识码：A文章编号：1000—1o0x(2011)04—0055—03CurrentRegulatorParameterTuningandAnti-windupControlResearchinInductionMotorsYANGLi-yong，LIUShuo，LIZheng—xi，ZHANGYun—long(NoahChinaUnive

3、rsityofTechnology，Beijing100041，China)Abstract：Forcurrentloopofinductionmotorsinthepresenceofcoupling，themethodofstatefeedbackisusedtodecoupletheinductionmotorstateequations，andmotormodelisgivenafterthedecoupling．Thispaperpresentspa—rameterstuningmethodofPIregulatorofinducti

4、onmotorscurentloop，thentunesthePIregulatorbythismethodandanalyzestheanti—saturationproblemofthecontroller．Finally，anewanti—windupcontrollerdesignmethodisgiven．Inordertoverifythevalidityofthismethod，simulationexperimentsisdonebyusingMatlab，andtheexperimentsinthe1．1kWvectorcon

5、trolplatformshowsthattheexperimentalresultsandsimulationresultsareconsistent，whichshowthatthedesignedcurrentregulatorhasbettersteadystateanddynamicperformance．Keywords：inductionmotor；vectorcontrol；propo~ion—integralcontrol；anti—windup1引言系统具有良好的动态和静态性能。可对电流进行高性能的控制。异步电机因为结构简单

6、、成本低廉、易于维护而被广泛使用，但感应电机是一个非线性、多变2笼形异步电机的数学模型量、强耦合的被控对象，难于控制【”。在基于磁场笼形异步电机在两相任意旋转坐标系中的电定向的矢量控制系统中，将定子电流分解为励磁压方程为：电流和转矩电流两个部分．实现了转矩和磁链的=R+p一，=Rsi+∞由。⋯解耦控制，但若不采用解耦环节，两个电流环之间[0=Rr／Id+p一∞由r％，0=Rr／w印+tOdq一还是耦合的．使得异步电动机矢量控制系统的性式中：如为坐标系的旋转角速度；为d，q轴相对于转能并不能达到理想的状态。文献【2】提出一种用非子的角速度，OJd

7、qr=~-0~／s一09，为转子电角频率。线性状态反馈解耦的方式．但过于复杂，不利于工根据式(1)，对d，q轴上的定子电流、磁链经程应用。文献[3]从电动机给定电流与反馈电流的拉普拉斯变换得：偏差引入异步电动机的外部解耦支路来抵消异步一(+1)【丁出(+1)J，电动机交叉耦合电压项的耦合作用。在此将该方～R[~rTrTz+(Tr+TDs+I】法和PI调节器参数整定相结合，并分析了调节器=R(1+Z)(2)饱和原因及其解决方法．仿真和实验结果表明，该等)定稿日期：2010—09—30式中：，为定，转子电感；为互感；为漏磁系数，=1一作者简介：杨立

8、永(1974一)，男，天津人，副教授，研究方向Lm2／(LfL)；为转子时间常数，Z=LJR；为定子时间常数，为交流电机调速系统矢量控制和光伏发电并网