基于无功功率交流异步电机转速估算研究

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1、ELECTRICDRIVE2016Vol.46No.3电气传动2016年第46卷第3期基于无功功率的交流异步电机转速估算研究吴志鸿，薛重德，尚广利（南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016）摘要：研究基于模型参考自适应的交流异步电机无速度传感器矢量控制系统的转速估计，提出以电机瞬时无功功率为模型的转速估计方法，消除定子电阻项和积分项，并根据Popov超稳定理论证明系统的稳定性。在以TMS320F2812DSP为控制核心的平台上进行实验。实验结果表明，所提模型的估计转速和实际转速在低速、中速、高速下都具有较好的动态性能和

2、响应性能，模型具有较好的跟踪性能和稳定性。关键词：交流异步电机；无功功率；Popov超稳定理论；模型参考自适应；无速度传感器中图分类号：TM921文献标识码：ASpeedEstimationResearchofAsynchronousMotorBasedonReactivePowerWUZhihong，XUEZhongde，SHANGGuangli（CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics

3、，Nanjing210016，Jiangsu，China）Abstract:Studiedthespeedestimationofspeedsensor-lessvectorcontrolsystemofACasynchronousmotorbasedonMRAS，andthenputforwardakindofspeedestimationmodelbyusingthereactivepowerofthemotor，whicheliminatedthestatorresistanceandintegralterm，atth

4、emeantime，provedthestabilityofthesystembyPopov′shyperstabilitytheory.ExperimentsonthedigitalplatformbasedonTMS320F2812DSPwereconducted.Thesimulationandexperimentresultsallshowthattheestimatespeedandactualspeedpossessesgooddynamicperformanceandresponseperformanceund

5、erlowspeed，mediumspeedandhighspeed，andthatthereactivepowermodelhasgoodtrackingperformanceandstability.Keywords:ACasynchronousmotor；reactivepower；Popov′shyperstabilitytheory；modelreferenceadaptivesystem（MRAS）；speedsensor-less［3-4］随着工业的发展，交流异步电机在工业的使目前，无速度传感器转速估计方法主要

6、有：用范围越来越广泛。为了实现良好的调速性开环估计、模型参考自适应法、Luenberger状态观能，转速闭环控制必不可少。传统的速度闭环测器方法、扩展卡尔曼滤波器法、高频信号注入通过使用速度传感器实现，但是速度传感器的法、神经网络法等。由于MRAS具有良好的鲁棒［1］使用存在以下问题：1）降低电机传动系统的刚性和抗干扰能力，具有较好的应用价值。当前，性和稳定性，增加系统复杂性；2）精度较高的传模型参考自适应方法存在多种计算模型，常见的感器价格昂贵，增加系统成本；3）速度传感器通有转子磁链模型、反电动势模型、稳态无功功率［5］

7、常对温度敏感，不适合高温、强磁场等恶劣条件；模型等。［2］4）部分工业场合对于电机的安装空间有要求。本文提出瞬态无功功率模型，消除了定子电因此，无速度传感器控制成为了现代交流传动控阻和积分的影响，同时参考模型和可调模型均利制技术的一个重要研究方向，而其实现基础则是用瞬时无功功率计算，提高了转速估算的精确利用电机易测的电流、电压等物理量进行在线速性，加快系统的响应和收敛速度，增强了系统的度估计。动态性能和稳定性。作者简介：吴志鸿（1991-），男，硕士研究生，Email：WuZhihong_Felix@163.com3电气传动

8、2016年第46卷第3期吴志鸿，等：基于无功功率的交流异步电机转速估算研究的性能ŷ(t)比较后，将其差值e(t)输入自适应机1三相交流异步电动机数学模型构，由自适应机构调整可调模型的参数，使得它三相交流异步电机是一个非线性、多变量、的输出ŷ(t)能够快速稳定地逼近y(t)，使差值e(t