无速度传感器定子磁链矢量控制系统研究

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1、浙江工业太学硕士学位论文摘要本文简述了变频调速控制技术的发展和研究现状。从建立异步电机的数学模型开始，导出了矢量控制理论并分析了其不足之处。分析比较了当前主要的三种异步电机速度辨识方法。提出了一种简单而有效的电机速度辨识方案，仿真结果揭示了它的优越性。通过对定子磁链矢量控制系统的分析，可知该系统避免了矢量控制系统对转子参数的依赖，具备了直接转矩控制的实质。采用了固定步长，在开关频率不高时仍能取得较好的控制效果。但是对转子磁链估计的精度要求很高。文中应用Matlab／Simulink构造了该系统并和经典矢量控制系统作了仿真比较。验证了上述观点。关键词：电压空间矢量，矢量控制，无速度传

2、感器，直接转矩控制浙江工业大擘硕士学位论丈ABSTRACTThedevelopmentandthestateofcontroItechniqueofvariablefrequencyspeedregulationaredescribedinthispaperfirst．BasedonthemathematicmodeiofInductionMotor,theprincipleoffieldorientedcontrolisdeducedandthedrawbackofFOCthendiscussed．ThreepopularapproachestoIMspeedidentifica

3、tionarecomparedinsimulation．Asimpleandefficientwaytoestimaterotorspeedisproposed，Simulationresultsshowthefeasibilityoftheproposedstrategy．ThispaperanalyzedtheStatorFluxVectorControl(SFVC)methodofinductionmotors。PossessedtheessentialofDTC，SFVCisindependentofrotorparameters．Thatisdifferentfromth

4、eFOCsystem．SFVCisasimplecontrolsystemthatworksatfixedfrequencyandachievesgoodeffecttraderlowswitchfrequency．Butitneedsahighaccuracyofestimationofrotorflux．ThesimulationresultsofSFVCiscomparedtotheFOC’sandverifiedtheconclusioniustmentioned．KEYWORDS：VoltageSpaceVector,VectorControl，Speedsensorle

5、ss，DirectTorqueControl浙江工业丸学硕士学位论文第一章概违第一章概述据统计，我国总发电量的63％(美、日、法、俄为60％左右)是通过电动机消耗掉的。电气传动分成不调速和调速两大类，调速又分为交流调速和直流调速两种方式。绝大多数场合需要调速传动，以节约电能，改善产品质量，提高产量。随着电力电子技术、微电子技术和控制技术的迅速发展，交流调速取代直流调速和全数字化系统取代模拟系统已成为必然趋势。1．1变频调速系统的发展[1][2][3】变频调速技术是以感应电动机为对象的电气传动设备的应用技术。是当今节电，改善工艺流程，及提高产品质量和改善不断恶化的环境以推动技术进步的

6、一种主要手段。它以体积小、重量轻、精度高、通用性强、工艺先进、功能丰富、保护齐全、可靠性高、操作简便等优点超过以往的任何调速方式。其在我国电气传动系统中占据的地位曰趋重要，已获得巨大的节能效果。随着电力电子技术和数字控制技术的发展，交流电机变频调速系统的实际应用比重会逐步增高，直到最后完全取代直流调速和其它调速方式。电力电子技术的每一次进展都极大的推动了电气传动技术的革新[4][5]。20世纪60年代以后，半导体功率器件从普通晶闸管(SCR)、门极可关断晶闸管(GTO)、双极型晶体管(BJT)、金属氧化硅场效应管(MOSFET)、静电感应晶体管(SIT)、静电感应晶闸管(SITH)

7、、MOS控制晶体管(MGT)、MOS控制品闸管(MCT)逐步发展到绝缘栅双极型晶体管(IGBT)和耐高压绝缘栅双极型晶体管(HVIGBT)。目前已经开发出IEGT(电子加强注入型绝缘栅极晶体管)和IGCT(集成门极换流晶闸管)两种新的门极控制功率半导体器件。IEGT和IGCT融合了IGBT干UGTO器件的优点，维持了IGBT的开关特性，又具有GTO的低通态电压值。目前IEGT器件的容量已达到4500V／1500A，IGCT的容量达到4400V／4500A，已经开始用于