永磁同步电机一种转矩估计算法分析

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1、电气传动《自动化技术与应用》2014年第33卷第10期ElectricafDrives永磁同步电机的一种转矩估计算法分析周东东(同济大学中德学院，上海201804)摘要：转矩估计的前提是磁乍通观测，采用改进的电压法对磁链进行观测。考虑到定子电阻的影响，对基于dq轴方程的模型参考自适应系统的辨识方法进了详细的计算分析，并发玑该电阻辨识算法具有收敛值不唯一的可能，而仪使用(1轴方程的辨识算法能克服这一问题。在此础上建立了堪于矢量控制的永磁同步电机系统仿真模型，并验证了算法的有效性。关键字：永磁同步电机々矩估r；模型参考自适应；电阻辨识中图分类号：TM351文献桶识码

2、：A文章编号：1003—7241(2014)10—0085—05AnalysisofaTorqueEstimationAlgorithmforPermanentMagnetSynchronousMotor．ZHOUDong-dong(Sino-C~rmanCollegeofTon~iUniversity,Shanghai201804China)Abstract：Fluxobsmveristhepremiseoftorqueestimation，theimprovedvoltagemethodisappliedinthispapm’．Thisalgorithmis

3、afectedbystatorresistance．TheModelReferenceAdaptiveSystem(MARS)methodbasedO11thedq—axisequationsisanalyzedindetail．Theproblemisthattheconvel’gencevalueofthisidentificationalgmithmisuncertain．Andthesimplifiedalgorithinusingonlyq-axisequationcanresolvethisproblena．Avector—controlscheme

4、ofpermanentmagnetsynchronousmotorisproposedandthesimulationisverified．Keywords：permanentmagnetsynchronousmotor：torqueestinaation；modelreferenceadaptivesystem；resistanceidentification1引言避免地受到定子电阻变化的影响。在直接转矩控制中，矢量控制中，为了保证电机的安全控制，需对电压、可采用基于定子电流的PI控制器来进行电阻补偿【，引，电流、转速以及转矩等进行实时观测。磁链观测是转矩而在

5、矢量控制中，由于电流环的存在，该方法不再适用。估计的前提，也是转矩估计的核心内容。基本的磁链观文献【9】提出了一种基于滑模控制的电阻辨识方法，文献测有两种方法：电流法和电压法。电压法由于其结构简[10】采用基于扩展卡尔曼滤波器的方法来辨识电阻。但单、依赖参数少以及鲁棒性高等优点而被广泛应用。这两种算法都比较复杂，对系统的要求较高。基本的电压模型是通过对反电动势进行积分的方法本文在采用简单的低通加补偿的方法来估计磁链的来获得磁链值，但是由于纯积分环节本身的性质，输入量基础上，对定子电阻进行模型参考自适应辨识，使整个转的误差会逐渐积累导致输出的直流偏移。为了消除输出

6、矩估计算法结构相对简单。对低通电压算法和模型参考的直流偏移，一般采用低通滤波器来代替纯积分器来消自适应的方法进行了详细的计算分析，并发现基于电机除直流偏置，但是这种方法同时也引入了幅值误差和相dq轴方程的模型参考自适应系统具有收敛值不唯一的位延时，在此基础上出现了一系列改进的算法【1，2，3I4I5，问题。最终建立了仅基于q轴方程的MRAS，并通过仿引真结果的对比验证了算法的有效性。。改进的算法虽然能够很好的估计磁链，但是仍然不可低通补偿算法分析收稿日期：2014—05—12自动化技术与应用2014年第33卷第10期电气传动ElectricalDrives根据永

7、磁同步电机的电磁转矩生成原理，可得：=xi(1)其中定子电流f。可测量获得，需要获得转矩，还需要对定子磁链进行观测，基于电压模型的磁链观测可由下式确定：=I(-Rsi)dt(2)根据(2)式可直接对反电动势进行纯积分来估计磁链，当输入有直流分量时，不管有多小，在积分器的作用图1低通滤波算法框图下会导致输出磁链的饱和，而初始相位也会导致一定的该算法对磁链进行补偿时，需计算／项，电机直流偏置。为了解决积分器饱以及直流偏置的问题，可将输出的磁链再通人一个高通滤波器，即相当于反电动刚启动时，转速接近为零，~nl,l／l受转速影响变势直接通入低通滤波器。化很大，可能会导致

8、比较大的输出误差，因此这