異步電機無(wú)速度傳感器矢量控制研究

在參數準確的情況下，實(shí)際磁鏈ψr=er／s，觀(guān)測磁鏈可表示為：

式中：er為轉子產(chǎn)生的反電動(dòng)勢，er=Lr(us-Rsis-Lσpis)／Lm。
可見(jiàn)，在參數準確情況下，如果ψr*=ψr，式(9)右邊第2項為零，于是有，所以改進(jìn)型電壓模型可以做到無(wú)幅值和相位誤差。因此，這種改進(jìn)型電壓轉子磁鏈觀(guān)測模型可以在極低速的情況下得出比較準確的轉子磁鏈觀(guān)測結果。另外，當TL取為轉子時(shí)間常數Tr時(shí)，由電機的定子電阻參數誤差帶來(lái)的磁鏈相位誤差可以在低速時(shí)降到一個(gè)很低的水平。
改進(jìn)型電壓模型的反電勢輸入端經(jīng)過(guò)的不是純積分環(huán)節，故在實(shí)際應用中沒(méi)有純積分環(huán)節的初值和漂移問(wèn)題。該方法還有一個(gè)特點(diǎn)：當濾波時(shí)間常數ω取為與Tr相等時(shí)，觀(guān)測磁鏈的角度在零轉速附近對定子電阻的誤差有魯棒性。

4 硬件構成
雙DSP數字化開(kāi)發(fā)平臺控制板以TMS320VC33作為系統的計算核心，TMS320LF2407A作為系統的控制核心，兩個(gè)DSP處理器之間通過(guò)雙口RAM
進(jìn)行數據交換，并采用CPLD為程序存儲器、數據存儲器以及I／O口進(jìn)行地址譯碼和讀寫(xiě)控制。

5 試驗
利用試驗來(lái)驗證所提出的無(wú)速度傳感器矢量控制測速方法的正確性。其中試驗電機參數：額定功率2．2 kW，額定線(xiàn)電壓380V，額定電流為5 A，額定頻率為50 Hz，額定轉速為l 420 r·min-1，極對數為2，定子電阻2．54 Ω，定子漏感11．6279mH，轉子電阻1．798 Ω，轉子漏感11．627 9 mH，勵磁電阻3．91 Ω，勵磁電感235．071 8 mH。

圖4為濾波前后估計同步轉速與轉速ωs波形。濾波后=31．423 9 rad·s-1，ωs=30．230 8 rad·s-1。轉差為1．193 1 rad·s-1。同步轉速給定為5 Hz轉換為角速度31．415 9 rad·s-1。同步轉速估計誤差為0．292 rad·s-1，相對誤差0．93％。圖5示出轉速5 Hz時(shí)實(shí)際轉速和估計轉速對比。由圖可知，在轉子頻率5Hz時(shí)，電角度為62．8rad·s-1，估計轉速誤差最大為0．68rad·s-1，相對誤差為1．08％。

6 結論
采用TMS320LF2407A和TMS320VC33組成的雙DSP系統為硬件基礎，基本思想是利用改進(jìn)型電壓模型，實(shí)現同積分運算等效的幅值和相位特性。電機穩態(tài)工作時(shí)，轉子反電動(dòng)勢信號是正弦波形。而一個(gè)頻率為ω的理想正弦信號在經(jīng)過(guò)積分環(huán)節運算后，輸出相位滯后π／2，幅值變?yōu)樵瓉?lái)的1／ω倍。
從試驗中可知，觀(guān)測得到的磁鏈與轉子反電動(dòng)勢信號在輸出相位上與通過(guò)純積分環(huán)節得到的相位仍有一點(diǎn)偏差，故還需要對補償環(huán)節上進(jìn)行進(jìn)一步研究，如何使其補償相位完全等效于積分的效果。由試驗結果可見(jiàn)，5 Hz時(shí)的轉速估算誤差很低，驗證了所提理論的正確性。