转子电流定向无速度传感器双馈电机的矢量控制

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1、河北工业大学硕士学位论文转子电流定向无速度传感器双馈电机的矢量控制姓名：王娜申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：刘志强2003.1.1河北工业大学硕士学位论文转子电流定向无速度传感器双馈电机的矢量控制摘要对于工业中大量应用的风机、泵类负载，为实现节能，比较好的调速方案是采用双馈调速。该系统具有成本低、谐波污染少、可靠性高、调速性能好等优点。双馈调速系统，如果采用矢量控制，将具有良好的动、静态性能，但若系统中设有位置传感器和速度传感器，则会使系统的成本增加、可靠性降低、结构复杂、从而使应用场合受到很大的限制。而传统的无速度传感器双馈调速矢

2、量控制系统，由于采用磁链定向方法，在同步速附近存在较大的工作死区，针对上述问题，本文做了如下的研究工作：本文从双馈电机的数学模型出发，根据矢量控制的基本原理，提出了一种转子侧功率因数为l的双馈电机矢量控制方案的设想，即在双馈调速时采用转子电流定向的方法，并控制外加转子电压与转子电流始终反相，以保持了转子电流与转子磁链矢量垂直，通过控制转子电流的大小来达到控制电机电磁转矩的要求。经理论分析可知，该方案中，由于转子电流与磁链无法实现完全解耦，故仅在亚同步工况下有效，在超同步时则会因为调速系统不能自动校正转子磁链幅值变化引起的横向电流而使系统失去控制，无法达

3、到稳定状态。对上述方案在亚同步及超同步工况下的仿真研究验证了该理论分析的正确性。在此基础上，本文提出了一种基于转子电流定向的双馈电机矢量控制的新型调速方案。该方案由于引入了定子电流励磁分量的闭环控制，使系统同时具有转速和励磁调节两个调节通道，具有如下优点：一、解决了超同步工作工况不稳定的闯题；二、提高了定子侧的功率因数(与转子侧功率因数为l相比)。三、由于速度调节在转子坐标系下进行，并以转子电流矢量定向，所以无须转子位置传感器，也不用检测初始位置，易于组成无速度传感器双馈调速系统。最后，本文利用基于MCSl96KC单片机开发系统对第二种控制方案进行了仿

4、真分析及实验研究，实现了控制系统的稳定运行，并使调速系统具有良好的动静态性能。仿真及实验结果表明了该理论的正确性。关键词：双馈电机无速度传感矢量控制解耦转子电流定向无速度传感器双馈电机的矢量控制VECToRCoNTRoLoFDoUBL’yFEDMOToRWlTHOUTSPEEDSENSoRBASEDoNRoToRCURRENTDIRECTIoNABSTRCTForwindmachinesandpumploadwidelyusedinindustry．themoredesirablespeedadjustmentstrategyisdoublyfedre

5、gulationinordertosaveenergy．Thesystemhasmanyadvantagessuchascheaplyproductiveprice，lowharmonicpollution，highreliabilityandgoodspeedadjustingbehavior．Astodoublyfedadjustmentsystem，itwillownexcellentdynamicandstaticbehaviorifvectorcontr01isused．Butifthesystemincludesspeedandpositi

6、onsensor．itwillcausetheincrementofcost．descendofreliability．complicationofstructureandlimitationofapplicationarea．Astotraditionaldoublyfedadjustmentvectorcontrolsystem．ifrotorcurrentvectorfixingstrategyisused，thesystemhaslarge”blindarea”atthesynchronizationspeed．Thisdissertation

7、iSdirectedtosolvetheseproblems．Thecontributionsdoneareasfollows：AccordingtothemathematicalmodeIofdoublvfedmotorandthetheoryofvectorcontr01．aunitpowerfactorofrotorcontrolschemeiSproposed．Inthedoublyfedadjustmentsystem．inordertOcontrolmagnetictorqueofmotorthisschemeiSdesignedbycon

8、trollingthereversedirectionbetweenrotorvoltagea