多電平變頻器無(wú)速度傳感器直接轉矩控制的研究

定義廣義狀態(tài)誤差，利用Popov超穩定準則可推導出自適應率形式為：
（5）
其中，Kp、Ki分別為比例和積分系數， 是取之于的誤差信息，
（6）

由式（6）可以看出，磁鏈誤差信息比例于轉子磁鏈矢量 和 之間的角偏差αr， 經(jīng)過(guò)PI調節器可產(chǎn)生速度信號，這個(gè)調整信號會(huì )使可調模型估計的與參考模型的趨于一致，令轉子磁鏈誤差 能夠收斂于零，也就會(huì )使轉速估計值逐步逼近于真實(shí)值，其原理如圖6所示。圖7為利用轉子磁鏈估計轉速的MRAS的Matlab/Si mulink模型。

5 仿真結果及分析

在Matlab/Simulink中建立了整個(gè)系統的仿真模型。其中，電機模型采用軟件自帶的兩級三相異步感應電機模型，參數為：額定功率PN =3730W，額定線(xiàn)電壓UN =380V，額定頻率fN =50Hz，轉子電阻Rr=1.083Ω，定子電阻Rs=1.115Ω，定子、轉子電感Ls= Lr=0.2097H，定轉子互感Lm=0.2037H，轉動(dòng)慣量J=0.02kggO。逆變器每級直流電源電壓為104V，采樣周期Ts=952µs。

仿真中，給定轉速，電機空載啟動(dòng)，在0.3s處突加6Ngm的負載。各個(gè)變量的仿真波形如圖8所示。

(a)辨識轉速與實(shí)際轉速

（b）轉矩動(dòng)態(tài)相應

（c）定子磁鏈（d）電流

（e）相電壓

（f）線(xiàn)電壓

圖8 系統仿真波形

由仿真波形可以看出，電機啟動(dòng)后0.2s，系統基本進(jìn)入穩定狀態(tài)；辨識轉速能較好地估計與跟蹤實(shí)際轉速；相電壓輸出7電平；線(xiàn)電壓輸出13電平；電流波形良好；穩態(tài)時(shí)磁鏈與轉矩脈動(dòng)都比較??；啟動(dòng)過(guò)程中定子磁鏈能很快達到給定值，并保持圓形；啟動(dòng)時(shí)轉矩迅速達到限幅值（23Ngm），之后逐漸回落到空載穩定值，加載時(shí)動(dòng)態(tài)響應特性良好。

6 結論

本文將錯時(shí)采樣空間矢量調制方法、模型參考自適應方法與直接轉矩控制相結合，實(shí)現了級聯(lián)多電平變頻器的無(wú)速度傳感器直接轉矩控制，有實(shí)現簡(jiǎn)單、可靠性高、轉矩脈動(dòng)小等諸多優(yōu)點(diǎn)，具有較好的實(shí)用價(jià)值。文中給出了各個(gè)部分的建模方法，通過(guò)仿真對這一方法進(jìn)行了驗證。