直接转矩控制系统中定子磁链观测器研究

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1、徽电机直接转矩控制系统中定子磁链观测器研究吴晓新，顾菊平，易龙芳(南通大学电气工程学院，南通226019)摘要：针对电机直接转矩控制中传统的定子磁链纯积分器估算方法和低通滤波器估算方法的不足，该文提出了一种具有幅值限制的改进型积分器的定子磁链观测器，不仅可以避免积分饱和，而且采用这种磁链观测器的系统在高速时具有较强的抗扰性，在低速时也能较有效的抑制积分器的初始值误差和直流偏移误差，可以提高定子磁链的估算精度，从而获得较好的电机动、静态性能。关键词：直接转矩控制；幅值限制；误差抑制；定子磁链观测器中图分类号：T

2、M343；TM274+2文献标志码：A文章编号：1001-6848(2010)09—0048—04StudyofStatorFluxObserverinDirectTorqueControlWUXiao-xin，GUJu—ping，YILong—fang(NantongUniversity，Nantong226019，China)Abstract：Aimedatsho~ageofpureintegratorandlow—passfiltermethodofstatorfluxlinkageestimation

3、inDTC，thispaperpresentedanimprovedintegratorfluxlinkageobservatorywithamplitudelimitedtoprovideintegralsaturation．Simulationshowsthatthesystemusedthisfluxlinkageobserverhasstrongimmunityinhighspeed，anditcaninhibitinitialvalueinaccuracyofintegratorandDCshift

4、inaccuracy，italsoim—provesestimatingprecisionofstatorfluxlinkageandtakesonapreferableperformanceofthestaticanddy-namicstate．KeyWords：Directtorquecontrol；Amplitudelimited；Inaccuracyinhibiting；Statorfluxlinkageobserver高控制系统的鲁棒性和响应的快速性，高性能交流0引言调速系统需要实时检测转子或定子磁

5、链的幅值和相由Depanbrock最早提出的直接转矩控制技术位，电机磁链的准确估算是实现高性能电机传动系DTC(DirectTorqueContro1)是继矢量控制之后发展起统的关键环节，系统中定子磁链观测的准确性对系来的又一高性能的交流变频调速技术。其控制思想统的控制系能影响尤为重要儿引。目前比较常见的为：在定子静止坐标系下，以空间矢量概念，对定定子磁链开环计算方法主要有u—i模型、i—n模型子磁链定向，通过较易检测到的定子电压、电流等和u—n模型J，u—i模型结构简单，在计算过程中量，直接在定子坐标系下计

6、算与控制电动机的磁链唯一需要了解的电机参数是易于确定的定子电阻。但和转矩，获得转矩的高动态性能¨。直接转矩控制电压模型中使用的纯积分环节，微小的直流偏置都将不仅克服了转子磁场定向控制的不足，即参数鲁棒导致积分饱和，从而造成磁链估算的误差。一般可采性差，转子磁链不易精确观测，矢量变换过于复杂用一阶低通滤波器代替纯积分环节，以消除直流偏置等缺点；还在转速环里设置转矩控制内环，利用直的问题，但在低速时又存在着严重的幅值和相位的误接转矩反馈控制电机的电磁转矩，以抑制磁链的变差。针对以上问题，本文提出了第三种观测器即具

7、有化对转速子系统的影响，使转速和磁链子系统实现幅值限制的改进型积分器，来提高定子磁链观测的精近似解耦，获得较高的静、动态性能。度，以可以满足国内外一般用途需要的异步电机为例，磁场控制是实现高性能交流调速方法的基础，用以下三种模型进行了仿真研究，结果表明：具有幅定子磁场控制的直接转矩控制系统能最大程度地减值限制的改进型积分器在低速时能较有效的抑制积分少调速系统对电机参数特别是转子参数的依赖，提器的初始值误差和直流偏移误差，提高定子磁链的估收稿日期：2010—03-25基金项目：国家自然科学基金(60605024

8、)；江苏省教育厅自然科学基础研究项目(08KJB510017)；南通市自然科学基金(k2008010)；南通大学自然科学基金(03040315)·钳·直接转矩控制系统中定子磁链观测器研究吴晓新，等算精度，具有较好的低速性能。一轴上的电动势，再进行积分得到定子磁链：E=u一Ri，E=s8一Ri(3)1三种磁链观测器=JEdt，=Jcdt(4)1．1基于纯积分的磁链观测器对式(4)进行拉氏变换，采用一阶