理论教育 动态转速估计器法技术解析

动态转速估计器法技术解析

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:静止参考坐标下,由转子电压方程式消去转子电压电阻Rr得再由定子磁链方程式得把式和式代入式,整理得再联解转子磁链方程式与定子磁链方程式,并消去转子电流irα、irβ可得将式和式代入式得上面介绍了三种比较典型的估计方法,确切地说,是计算角速度的方法,它们都是从电机动态派克方程出发直接得到的,所不同的是应用的参考坐标系不同,但本质上是一样的。

动态转速估计器法技术解析

这种方法的出发点是基于动态关系的电机派克方程,从电机电磁关系式及转速的定义中得到关于转差或转速关系的表达式。多数情况下,角速度计算表达式是由同步角速度ωs与转差角速度ωsl相减得到的。

ω=ωs-ωsl (4-109)

同步角速度的计算公式可由静止坐标系下的定子电压方程式推得,重写该方程式为

由图4-31所示矢量关系可知

将式(4-110)与式(4-111)代入式(4-112)得

转差角速度的计算公式在不同的参考坐标系下有不同的表达形式。在转子磁场定向控制中,重写式(4-14)为

图4-31 定子磁链矢量示意图

在定子磁场定向控制中,重写式(4-28)为

由式(4-113)~式(4-115)可得转子角速度ω。除了上述从推导转差角速度入手的思想之外,还可根据电机方程式直接推导角速度,下面给出一例推导过程。

静止参考坐标下,由转子电压方程式(www.daowen.com)

消去转子电压电阻Rr

再由定子磁链方程式

把式(4-117)和式(4-118)代入式(4-116),整理得

再联解转子磁链方程式

与定子磁链方程式,并消去转子电流ii可得

将式(4-120)和式(4-121)代入式(4-119)得

上面介绍了三种比较典型的估计方法,确切地说,是计算角速度的方法,它们都是从电机动态派克(Park)方程出发直接得到的,所不同的是应用的参考坐标系不同,但本质上是一样的。当然,读者还可依据电机方程式推导出由不同表达式表示的电机转速。可以说,这种方法的优点是直观性强,从理论上讲,速度的计算没有延时。但是缺点也很突出:①速度的计算需要知道磁链,因而磁链观测与控制的好坏直接影响转速辨识的精度;②计算过程中用到大量电机参数,如果缺少参数辨识环节,当电机参数变化时,计算精度将受到严重影响;③由于缺少任何误差校正环节,难以保证系统的抗干扰性能,甚至有可能出现不稳定的情况。总之,在实际系统实现时,加上参数辨识和误差校正环节来提高系统抗参数变化和干扰的鲁棒性,是这种计算的方法获得良好效果的努力方向之一。

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