基于dsp异步电机无速度传感器矢量控制系统研究

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1、电气传动和自动控制《电气自动化}2010年第32卷第2期ElectricDrive&AutomaticControl基研于究DSPStudyofAsynchronousMotorSpeedSensorlessVectorControlSystemBasedonD的SP异华南理工大学自动化科学与工程学院(广东广州510640)肖兵薛琦步(SouthChinaUniversityofTechnology，GuangzhouGuangdong510640，China)XiaoBingXueQi摘要：根

2、据异步电机矢量控制的基本原理，构建了一个无速度传感器矢量控制系统，给出了系统软件实现流程图以及转速估计的源程电序。该系统采用转子磁链观测器，并通过自适应算法实现对转子速度的估计。并且在MATLAB／Simulink下构建了系统的仿真模型，仿真结果机表明该系统采用的控制方法正确可行，控制系统具有良好的性能。关键词：无速度传感器空间矢量脉宽调制矢量控制数字信号处理器Abstract：Thespeeds无ensor—lessvectorcontrolsystemisestablishedaccordi

3、ngtotheprincipleofvectorcontrolsystemforasynchronousmotors．Therotorfluxisobservedbytheimprovedrotorfluxobserver，andthespeedoftherotorisevaluatedbythespeedadaptivealgorithm．Intheendthesim速ulationmodelofthesystemisestablishedbytheMATLAB／Simulink．Thesim

4、ulationresultsshowthatthiscontrolmethodcanachievebet度terperformance．Keywords：speedsensorlessspacevectorPWMvectorcontrolDSP[中图分类号]TM912传．2[文献标识码】A[文章编号]10003886(2010)02—0001—031引言感统，建立三相感应电机的数学模型，首先需要对实际电机进行如下由于异步电动机是一个多变量(多输入输出)系统，而电压(电假设：(1)忽略空间谐波，设

5、三相绕组对称，在空间中互差120电角流)、频率、磁通、转速器之间又互相都有影响，所以是强耦合的多变度，所产生的磁动势沿气隙周围按正弦规律分布；(2)忽略磁路饱量系统⋯，数学模型矢比较复杂，将其简化成单变量线性系统进行控和，认为各绕组的自感和互感都是恒定的；(3)忽略铁心损耗；(4)制，达不到理想性能。为了实现高动态性能，德国西门子公司不考虑频率变化和温度变化对绕组电阻的影响。由此可得感应电Blaschke等提出了矢量量控制的方法。所谓矢量控制就是采用坐标机在两相静止坐标系下的数学模型⋯。变换的方

6、法，以产生相同的旋转磁势和变换后功率不变为准则，建电压矩阵方程在两相静止坐标系下三相感应电机的状态方程如下：立三相交流绕组、两控相交流绕组和旋转的直流绕组三者之间的等效关系，从而求出异步电动机绕组等效的直流电机模型，以便按照Usa0a制U,fl厶对直流电机的控制方法对异步电动机进行控制。因此，它可以实cOLIrarn现对电机电磁转矩的动态控制，优化调速系统的性能j。系“棚尼+厶p为了适应高精度的转速闭环控制及磁场定向的需求，要在电a机轴上安装速度传感统器。由于速度传感器的安装给系统带来一些缺陷。

7、为解决这些问题，可以通过无速度传感器的矢量控制系统磁链方程(2)Zr。研究，使用间接计算法求出电机运行的实际转速值作为反馈信号，L坩实现转速外环控制。电磁转矩方程：=(，，一)(3)无速度传感器矢量控制的缺点是磁链闭环控制系统中转子磁式中，下标Ol、卢分别表示轴和卢轴分量；下标S、r分别表通的检测精度受转子时间常数的影响较大，降低了系统的性能，但示定子和转子分量；、扎分别表示为电磁转矩、负载转矩；为它达到了完全的解耦控制，无需增加解耦器，控制方式简单。本文转子的电角频率；厶、L、分别为定子电感、

8、转子电感和定转子采用转子磁链观察器通过自适应算法，实现了对异步电机无速度互感；np为电机极对数；J为电机的转动惯量；P为微分算子。传感器的转子转速估算，并构造了相应的控制系统。最后通过仿3SVPWM基本原理真对其控制性能进行了验证。空间电压矢量PWM法以三相对称正弦波电压供电时交流电2感应电机的数学模型机的理想磁通圆为基准，用逆变器不同的开关模式所产生的实际要获得感应电机控制的高动态性能，就必须知道感应电机的磁通去逼近基准圆磁通，并由他们比较的结果决定逆变器的开关动态数学模型。感应电机是一个多变