双馈电机无速度传感器控制转速辨识方法研究

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1、硕士学位论文双馈电机无速度传感器控制转速辨识方法研究StudyonIdentificationMethodofSpeedSensorlessforDoubleFedInductionMotorControl作者：刘海鹏导师：谭国俊教授中国矿业大学二〇一五年五月中图分类号TM346学校代码10290UDC621.3密级公开中国矿业大学硕士学位论文双馈电机无速度传感器控制转速辨识方法研究StudyonIdentificationMethodofSpeedSensorlessforDoubleFedIn

2、ductionMotorControl作者刘海鹏导师谭国俊申请学位工学硕士学位培养单位信息与电气工程学院学科专业电气工程研究方向电力传动及其控制答辩委员会主席邓先明评阅人二○一五年五月论文审阅认定书研究生在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢三年的研究生生活转瞬即逝，感谢这三年来帮助我、支

3、持我的师长、同学们，你们的关心和帮助令我此生铭记。本文是在我的导师谭国俊教授指导下完成的，从论文选题到最终成稿，都倾注了谭老师大量的心血，谭老师严谨的治学态度、精益求精的工作作风、诲人不倦的高尚师德、平易近人的人格魅力都让我获益匪浅，在此向我的导师谭国俊教授表示深切的谢意与祝福。其次要感谢一直关心帮助我的刘毅博士。在课题研究过程中，刘毅博士帮我开拓思路，细心解答、热忱鼓励，并给我提出了宝贵的建议，在最后实验阶段给了我极大的帮助，在此对刘毅博士表示衷心的感谢。感谢一直以来关心我帮助我的师兄同学们，特

4、别感谢徐世周师兄对我的帮助，还有边到海等同学，感谢你们在我生活和学习上的帮助。感谢我的女朋友一如既往的支持我、鼓励我。这所有的一切，都离不开我的父母的关心和支持，你们辛勤劳动是我完成学业的重要保障，在此，向你们道一声辛苦了，谢谢你们！最后，谨向百忙之中抽出时间审阅和评审论文的各位专家表示感谢！摘要随着交流传动技术的不断发展，双馈电机无速度传感器调速系统在一些高电压、大功率应用场合优势明显，具有快速动态响应、低谐波污染、高效能等特点，并且装置简单、可靠性好、变频器功率较小，对其进行详细研究具有重要的

5、理论价值及实际指导意义。本文在查阅了大量文献书籍的基础上，将双馈电机控制系统发展现状以及无速度传感器控制现状进行了详细阐述，得到无速度传感器的优势：引入无速度传感器控制提高了双馈电机控制系统可靠性及环境适应性，扩大了双馈电机调速系统应用范围。在研究双馈电机无速度传感器控制系统之前，首先对电机数学模型进行了详细的阐述，给出双馈电机在三相静止坐标系和两相同步旋转坐标系下的数学模型，详述了双馈电机的调速原理及各种运行状况，为后文的深入研究打下基础。在双馈电机数学模型基础上，对各种定向矢量做了对比，选取了

6、相对较优的定子磁链定向方案，并通过理论分析，得到一个可以消除积分漂移的磁链观测器模型。然后推导了基于定子磁链定向的双馈电机矢量控制方程，并进行了仿真实验验证，证明了所提出的控制策略的有效性。最后，针对无速度传感器控制中电机转速观测，采用了基于定子磁链定向的模型参考自适应（MRAS）方法和基于转子高频信号注入的无速度传感器控制方法。前者基于电机的数学模型构建了电压参考模型和电流可变模型，基于Popov超稳定理论推导设计自适应律，并进行了仿真实验验证，在电机中、高速运行时具有很好的转速观测效果，取得了

7、较好的动、静态性能。后者针对双馈电机在低速运行时转速观测而提出的，在转子侧注入高频信号，然后从定子侧提取包含转速信息的高频信号，经过解调后得到电机转速，并通过仿真实验验证了该方法的有效性。该论文有图60幅，表4个，参考文献72篇。关键词：双馈电机，定子磁链定向，矢量控制，MRAS，高频注入IAbstractWiththedevelopmentofACdrivetechnology,speed-sensorlesscontrolsystemofdoubly-fedinductionmotorhaso

8、bviousadvantagesinsomehighvoltage,highpowerapplications.Ithasafastdynamicresponse,lowharmonicpollution,highefficiencyandothercharacteristics.Andthedeviceissimple,hasgoodreliabilityandsmallpowerinverter.Thereisimportanttheoreticalvalueandpracti