种异步电机无速度传感器间接磁场定向控制策略李春菊.doc

一种异步电机无速度传感器接磁场定向控制策略速度传感器电机提出了一种新的滑模通和速度观实际电流观电流之间的误差收敛到零保证磁通观测器精确根据估计的定子电流和转子磁链转子的转速和转子时间常数估计转子时间常数用来作为速反馈结果证所提的速度估算法有效所提的无速度传感器异步电机接磁场定向（Dept. of Elect. And Information Eng. Hunan Institute of Engineering. Xiangtan 411101,China） In this paper a new sliding mode flux and speed observer is proposed for speed sensorless induction motor . The error between the actual and observed currents converges to zero, which guarantees the accuracy of the flux observer. The rotor speed and the rotor time constantare estimated based on the estimated stator currents and rotor flux. The estimated rotor time constant is used in slip calculation and observer structures and the estimated speed is used as feedback to the speed regulation. simulation results of the speed control verify the validity of the proposed speed estimation algorithm and show the robustness and performance of the proposed observer structure。 Key words:Speed sensorless;Induction motor; Indirect field-oriented control;simulation  (1 引言 间接磁场定向控制(IFO)即转差频率估算矢量控间接磁场定向控制(IFOC)的感应电动机驱动系统中，若能对电动机参数尤其是转子时间常数准确估计 或估计误差充分小的情况下，在任何负载转矩下运行将是全局渐近稳定的[3]。然而，在电动机的运行过程中，转子电阻是一个随温度变化的时变参数，难以准确实时检测或估计。本文所提出的观测器估计转子时间常数克服转子电阻变化所造成的问题滑模收敛性收敛性实现磁场定向在很大程度上取决于如何估计转子位置归两类反馈校正改善估计准确性在一定意义上反馈校正继承感应电机一些基于取消略避免使用闭环滑模观测器和低通滤波器（LPF ）来解决当电机频率低于LPF产生估计误差坐标系下以定子电流和转子磁通为状态变量的异步电机模型为[1] （1） （2） （3） （4） 式中，为转子磁链、定子电流在静止坐标系下α轴和β轴分量,，， ，，为转子时间常数，为转子电角速度。 3 间接磁场定向无传感器控制结构 本文所提出的间接磁场定向机驱动系统由外部速度环的参考转速和观测转速产生，转速调节器为PI控制器。 图1 间接磁场定向异步电机驱动系统模块图 Fig.1　Block diagram of Indirect Field-oriented Control for Induction Motor drive syste  4 滑模电流和磁通观测器设计 所提出的转速和转子时间常数估计结构是于 滑模电流和磁通观测器。要确保电流观测器的收 敛性，就产生了等效控制。然后，将等效控制用于磁通观测来产生d轴和q轴磁通。一旦获得磁通值，则可使用观测到的磁通来估计转速和转子时间常数。式（1）-（4）矩阵形式为 （5） （6） 则本文提出的电流和磁通观测器结构为 （7） （8） 式中符号“^”表示估计值，为滑模函数， 被定义为 式中，， 滑模面被定义为 滑模（）存在的条件为 式中， 由存在条件和，就会产生滑模）。解决产生连续等效控制。然而，由此产生的取决于参数难以实低通滤波器（LPF过滤出高频成分低通滤波器结构 式中μ是过滤器的时间常数，应足够小以保存慢成低通滤波器滑面概念在稳定状态和与实际电流和相匹配，则由式（5）、（6）和（7），就有 （9） 由式（8）