逆变器电压补偿参数离线辨识及其应用研究

在异步电机三相逆变中,当电机低速运行时,因输出电压较低,由死区时间和信号传播延迟造成的电压损失会使输出电流发生明显的畸变。为改善逆变器输出电流波形,需要进行电压补偿。常用的电压补偿方法有电压反馈补偿、电流反馈补偿、死区解耦补偿、自适应死区补偿等,最常用且容易实现的方法就是电流反馈补偿。电流反馈补偿需要知道电流采样通道及开关器件延迟、开关器件压降、死区时间等参数,为避免直接查阅芯片资料造成的参数误差,本文提出了一种逆变器电压补偿参数离线辨识方法,并研究了该方法在电压补偿中的应用。

新型异步电机无速度传感器低速控制算法

基于数学模型的速度估算是异步电机无速度传感器控制的核心。目前,围绕速度估算这个问题,在电机控制领域已出现模型参考自适应、自适应观测器以及扩展卡尔曼滤波等多种方法。无论采用哪种速度估算技术,速度估算系统的动静态性能、低速性能、对参数的敏感性、算法的复杂程度及实现难度都是工程师必须考虑的几个重要性能指标。文中针对低速条件下的异步电机速度估算及控制提出了一种基于无功功率闭环的异步电机无速度传感器矢量控制算法,并探讨了该方法的一些性能指标问题。

基于非线性跟踪微分器的异步电机前馈控制

传统的异步电机转速电流双闭环系统中,为了避免高频噪声导致系统振荡,速度调节器和电流周节器都采用PI调节器。在要求电机转速快速跟踪给定信号且电机惯性较大时,PI调节器的积分滞后效应易导致速度环超调甚至振荡,单纯采用反馈控制很难解决快速性和稳定性之间的矛盾。采用前馈控制可使系统实现完全补偿,极大地扩展了系统带宽,从而改善了系统的快速性,同时可避免快速性和稳定性之间的矛盾。提出了一种基于非线性跟踪微分器的异步电机前馈控制技术,可用于对跟随性能要求高的随动系统。

基于Anti-Windup控制器的自适应正交反馈补偿磁链观测器

在感应电机的无速度传感器矢量控制系统中,磁链观测器广泛采用电压模型,因为该模型实现方法简单,所需电机参数少。为了解决计算转子磁链电压模型中纯积分环节初始值和累积误差的问题,提出了一种基于变结构Anti-windup控制器的自适应正交反馈补偿磁链观测器。变结构Anti-windup控制器有效地解决了普通PID控制器存在的Windup现象,并通过检测反电动势与定子磁链间的正交程度来自动调整定子磁链的补偿量,能快速地消除电压模型中纯积分环节的影响。仿真与实验结果表明,此观测器能在电机全速范围内准确地估计转子磁链,并且动态性能优良。