应用于变频空调系统的无速度传感器矢量控制研究.pdf

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1、《电气自动化}2010年第32卷第1期电气传动和自动控制ElectricDrive＆AutomaticControf应用于变频空调系统的无速度传感器矢量控制研究六ResearchofSpeedSensorlessVectorControlAppliedinVariableFre—quencyAirConditionerSystem兰州理工大学电信学院{甘肃兰州730050)李晓英王言徐ll~mzhouu”ersit)。Tedmologq。．1xmzhouGanSLt730050，China1IJXiaoyingWangYanxu摘要：针对变频

2、空调恒压频比控制时压缩电机低速范例转速波动犬的问题，采用无速度传感器矢量控制方法，通过转速估计获得实时速度信号进行闭环控制．以减小压缩机的转速波动为提高磁链舰测的准确性，对转子磁链观测电压模型进行了改进，并构建了系统仿真模型。仿真结丧IfJJ控制系统仃良好的、动态性能，满足压缩机低速运行要求。关键词：无速度传感器矢譬控制频耷蒯仿虞Abstract：Speedrippleofconlpressol’nlo

3、orisseriousinl0wspeedrange、v}]lconstantvoltage—fi'equeneyratiocontrolm

4、ethodisadopted．TosolvetheproblemofvariablefrequetJcyaheonditione~’COlltrolsystem．aspeedsellsorlessvectorcontrolshemeispresentedinthispa-per．Closed—loopcontrolofthelllO[OIspeedisimplementedthroughspeedestimation．SiomlationInodelbasedOnanimprovedrotorfluxobservationmethodisbu

5、iltup．TilesimulationresultshaxlUu~ced

6、hacthecontrolsystemhasSOUU(~staticanddynamicproperty，andmeetsthedemandofeolnpl-essor’performanceatlowspeed．Keywords：speedsensorlessveetol’controlvariablefrequencyallconditionersimulation【中图分类号】TP273f文献标识码jB【文章编号】1000—3886(2010)Ol一0030—0

7、41引言即必须对转子磁链进行观测转子磁链观测的准确与否，直接影Dial~iJ电机定子电流中的励磁分量和转矩分量能否实现真正解耦·变频空凋通过调节压缩机电机转速来改变压缩机单位时问的排气量，从而改变制冷系统fIl循环的制冷剂流量，达到调节环境温、凶此转子磁链的准确定向及观测至关重要。在实际系统中，通度的目的。能效比是衡量变频空词性能的重要指标。通常压缩机常借助于容易测量的电压、电流等信号构造转子磁链o模型来一间接电机低速运行时能效比高，而高速运行时能效比低II。然而，当电计算磁链的大小与相位异步电动机在静止两相坐标系下的电方程为：／机低速运行时

8、，由于压缩机吸气、压缩、排气的物理过程会引起较。R+L

9、fD0大的转矩脉动，从而导致压缩机电机的转速波动。可见，需提离能0R+i效比和降低转速波动之间存在矛盾。变频压缩机普遍采刖V／f恒定的开环控制方法，由于没有速度闭环，低速范围转速波动以及由一L／T0如O—tT此带来的压缩机震动和噪声问题更为突出。要减小压缩机转速波动，需引入速度反馈，然而压缩机的机械结构决定了很难在其内部式I11’f』分删为o【轴和p辅的定子电压；、i分别为o【轴和安装速度传感器。13轴的定子电流：、分别为d轴和ia轴的转子磁链；R⋯R分别为定子电阻和转子电阻；，J、L⋯

10、L分别为定子电感、转子电为解决这一问题，本文采用无速度传感器矢量控制方案，不引入速度传感器，用转速估计算法获得速度信号进行闭环控制，以改感和互感；L=o-L,为考虑漏感时定子的等效电感，为漏感系善变频空调控制系统的动态响应，减小由于转速波动带来的压缩数；=，J／，为转子I1十问常数；为转子角速度；P为微分算子。机震动和噪声。无速度传感器矢量控制的关键在于转子磁链的观由式(1)可得常用的两种转予磁链_观测模型“：r测和转速估计，针对这两个核心问题，本义构造了改进电压型磁链．，：-T--ll一(R+厶)Jdt观测模型，并基于PI自适应控制方法实现

11、转速估算。电型?”‘(2)=．；fI7￡一(R+L)]dt2转子磁链观测由于按转子磁场定向时，定子电流的励磁分量和转矩分鲢之问可实现完全解耦，且转子磁链的表达形式最