基于感应电机定子电压速度估计算法的研究

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1、重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要感应电机的无速度传感器矢量控制系统不仅是现代交流传动控制的一个重要研究方向，而且也是研究的热点问题，其核心问题是如何准确地获取电机的转速。无速度传感器技术在过去的十年中也有了长足进步，本文概述了目前有关无速度传感器调速系统的速度估计策略，并分析了各种策略的优缺点，也就今后发展的研究方向提出了一些设想。用定子电压频谱估计速度方法就是利用异步电机中定转子齿槽在气隙中产生的齿谐波中包含了和转子转速成正比的频率成分，通过对定子反电动势或者电流信号的处理可以检测出转子速度信号。此方法有很多优点，如速度估计的精确程度不受电机参数的变化的影响，可以适用于所有的负载情

2、况以及这种转速估计方法可以在较大的速度范围内得到满意的结果。文章不仅论述了理想的感应电机数学模型以及非理想的感应电机模型中的谐波构成等，并从感应电机的谐波方面入手对用定子电压频谱估计速度的方法进行理论上的推导和分析。在理论推导的基础上，文章使用被誉为第四代计算机语言的MATLAB/SIMULINK仿真工具建立一套由感应电机定子电压来估计转速的模型和算法，对用定子电压频谱估计速度的方案进行系统仿真，并对仿真结果与实际结果进行分析比较。此外，为了进一步验证基于定子电压频谱估计速度方法的有效性，文中还设计了数据采集方案分别在不同的负载和不同的PWM逆变器供电频率下对重庆赛力盟电机有限责任公

3、司（重庆电机厂）制造的型号为Y132M1-6三相异步鼠笼感应电机和上海ABB公司生产的QABP系列特种三相异步变频调速电动机中型号为QABP90L2A的特种电机来采集三相感应电机中的一相定子电压数据，并使用采集的电压数据进行电机速度的估计和对结果进行详细的分析比较。本文阐述的这种新颖的用在交流调速系统中的无速度传感器估算方法，除了不需要关心电机结构、电参数以及负载条件之外，也不需要在系统中进行额外的调节。这种估算方法在瞬态谱估计的基础上使用快速傅立叶变换技术从而得到与转子速度相关的齿槽谐波频率，并且在MATLAB/SIMULINK平台的基础上，使用数字信号处理技术提取了由于感应电机气

4、隙产生的齿槽谐波中所包含的与速度相关的信息。并且在不同的PWM逆变器供电频率下估计得到比较满意的感应电机转速。关键词：快速傅立叶变换，数字信号处理，齿槽谐波I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTSensorlessvectorcontrolsystemofinductionmotorisnotonlyanimportantaspectbutalsoahotspotofinvestigationinmodernACdrive.Thekeyproblemisthathowwecangetthespeedofmotoraccurately.Speedsensorlessmotion

5、controlsystemhasundergonearapiddevelopmentinthepastdecade.Thispaperpresentsthestateofartofspeedestimationstrategiesonspeedsensorlesscontrol,andtheadvantagesanddisadvantagesoftheeachmethodarediscussed.Somefuturetrendsinthereaserchfieldarehighlighted.ThemethodofSpeedestimationbasedthecurrentorvol

6、tageofstatorismainlyconcernedwiththeextractionofthespeedinformationcontainedintherotorslot-rippleharmonicscreatedintheairgapoftheinductionmotorusingdigitalsignal-processing.Themethodhasmanyadvantages,forexample,theresolutionofspeedestimationisnotinfluencedbythechangesofmotor’parameters,itcanbef

7、ittoallkindsofloadsanditcangetsatisfiedresultsinagreatspeedrange.Thepapernotonlydescribedmathsmodelofperfectinductorandtheharmoniccompositionofunperfectinductor,butalsoanalysedthemethodonEstimationofSpeedofInductionMotorsUsingStat