感应电机新型自适应矢量控制极低速与零速稳定性研究

基于传统转速自适应律全阶观测器的感应电机无速度传感器矢量控制在极低速和零转速情况下不稳定的问题,该文提出新的反馈增益矩阵和新型转速自适应律的设计方法。逆变器非线性电压误差和定子电阻参数变化是造成电机极低速和零速不稳定的根本原因,其导致定子励磁电流误差增大,进而影响转子磁链误差增大,最终致使忽略磁链误差项的传统转速自适应律不再适用。因此,尽可能减小励磁电流误差和设计新型转速自适应律是确保感应电机极低速和零转速稳定的关键。通过添加数学公式上励磁电流误差项为零限制基于励磁电流误差收敛设计的反馈增益矩阵;并且推导出相比传统转速自适应律下的无近似和省略部分的新型转速自适应律,从而达到在改良后的全阶磁链观测器和新型转速自适应律下感应电机矢量控制全速度稳定的效果。通过3.7kW感应电机的dSPACE控制实验平台对该方法进行验证,该方法在额定负载条件下极低速和零转速下能稳定运行,表明该方法具有很好的稳态和动态性能。

异步电机无传感器矢量控制极低速与零速性能研究

基于转速自适应全阶观测器的异步电机无速度传感器矢量控制算法,针对其在低速状态下驱动性能差的问题,文中提出一种新的基于最小励磁电流误差原则的设计理念,据此设计出改进的反馈增益矩阵;在此基础上,设计出改进的转速自适应律,引入励磁电流误差,并在该误差项中引入合适的权系数(或称修正因子),强化转速自适应律。通过两者相结合的新算法,实现励磁电流误差最小。本方法的特点是通过减小励磁电流误差来减小磁链误差,从而保证电机磁通量在全速范围内的恒定不变,以解决极低速及零速情况下转速精度下降和带载能力减弱的问题。通过在2.2kW的异步电机实验平台上的实验验证,表明提出的算法能实现系统在15~3r/min及零速带额定负载情况下,具有良好的运行性能,颇具实用性。