电流控制技术对异步机.doc

电流控制技术对异步机-在低压测开关驱动器采用集成化的飞行员电流传感器摘要： 一种新的电流调节算法达到间接磁场定向控制(IFOC)三相感应电机驱动采用电流反馈信息提供由三个综合飞行员传感器在三个低压测变频器开关。一个新的监管需要这配置的飞行员因为每个传感器传感器可以测量其相位电流的期间只有一半的每一基频周期。一个技术被用来重建三个阶段幕间电流的时候,电流测量阶段可以用来实现机器的吨数逐年下降。实验结果证实了迷人的性能特点,并提出了控制技术在稳态和瞬态操作。关键应用的影响估计包括机器参数的误差都进行了讨论。注释：间接磁场定向控制(IFOC)。1. 简介： 目前正在加大开发的力度以降低逆变器的成本及大小的逆变器，并使它有更多的功能整合内部电源模块7。这种趋势重新关注于当前直接进入MOS-gated集成功率半导体器件开关采用集成化的飞行员电流传感器1-3，集成飞行员电流传感器已经使用了几年几个市场可买的功率模块来提供过流保护，当所需精度测量电流不是很重要。提高线性度和准确度的试点电流传感器在绝缘门双极晶体管(IGBTs)让他们合适的传感器用于闭环电流调节器的研究正在进行。 在这项研究中,飞行员电流传感器纳入这三个低压测开关在传统六开关变频器桥(图1),广泛用于提供必要的阶段电流反馈信号。这个配置是优先秩序为了避免缓冲电路时所面临的问题的复杂性和共模抑制飞行员传感器集成到高端开关。(图1显示电流传感器集成入更低的三种功率MOSFET开关,但IGBTs即可同样配备这些传感器。) 基于6中的讨论,综合试验电流传感器低压测开关测量电流只有在这个阶段消极的一半的基本频率周期如图所示图2。(下标“p”表示飞行员设备和“m”代表一个量。这意味着测量反馈的信息提供给当前调节阀使用这个逆变器的拓扑结构是不完整的。 最近的工作6已经表明它是可能实现非常好的闭环电流调节器特性来吸引人使用飞行员电流传感器了,满脑的被动、对称三相尽管-负荷电流反馈约束不完整的拓扑信息所产生的图1。不幸的是,目前报道在重建算法6没有当产生令人满意的结果直接用于感应因为机器负荷的需要,入力轴两电流同步电机机的激励。 摘要本文报告近年来发展一个新的闭环电流调节算法,取得了可喜成果操作电流传感器这低压测开关(图1),与一个感应电动机负荷。更确切地说,这个新电流控制技术成功地应用于实现一种间接磁场定向的控制(IFOC)方案利用转子感应电机调速系统速度信息从一个编码器。实验结果提供了确定理想的工作特性这种新方法。2. 电流的重建 图2中所示,有三种交变60时两相流中直接测量。剩下的三个交替提供一个阶段60时电流只为一个数据。 假设中性的机器是浮动的，失踪的第三相电流可以在交变的当两个测量60时阶段电流可用时计算。更确切地说,第三相电流可以在那些间隔计算。作为一个结果,完整三相电流测量(直接和间接)可以在一半的360基频的时期三个交替的形式60间隔。在三个交替的60间隔只有单相电流可以测量。 在这60只有单相电流可测,另外两相电流可以采用该技术重建，该技术提出了6被动R-L三相负载。总结这一技术,吩咐电流向量(*上标意味着命令值)实际负荷电流矢量图3中显示,沿和他们相应的角度和定义和尊敬对入力轴。一个关键的假设是,这两个角度在任何时候都是平等(例如)。这是在假设目前已经充分高性能。调节阀使负载电流矢量总是接近所吩咐的在稳态电流矢量的操作。这个假设是只需要在这60当只有单相电流测量的是可以测量的。 考虑区间只有A相是可以测量的,这种假设导致了推导公式重建阶段的另外两相电流如下: 下标r表示重建价值观,下标“m”显示测量值,是定义在角度图3。 使用这个方法,该算法可以延长其他两个60间隔一个测量电流。为理论分析和仿真的目的,“重组”电流将测量电流等于幕间当两个三相直接测量的。 请注意,电流矢量在d-q平面考虑是复杂和真正的部分变量在力轴在力轴虚部。所有的电流矢量本文认为应在同步参考系除非注明。3. 电流控制器算法A. 感应电机的挑战 到目前为止,电流控制方法诱导电流传感器机飞行员遵循相同的模式在6,呈现为一种被动的三相RL负载。然而,使用同步电流调节器与解耦电压条件与重建工作电流被动-读取给不可接受的绩效感应电机。这是因为这两种负荷要求电流矢量的同步框架的指令重要的的方法是不同的。 它的主要优点流动控制能力r-l三相负载是只有被动的组成部分之一d-q命令的定子电流的同步框架通常足以实现电流调节器。为例如,图4(a)显示电流矢量的吩咐q轴电流的同步框架命令举行零。只有d轴部件,在同步框架不同的为了调整现行的振幅。 相反,两个d，q轴组件必须是当一个感应机d轴同步框架对准转子磁链为吨数逐年下降。在这个相框,d轴组成的命令是用来控制在转子磁链幅值而q轴组成的命令用来控制下的转矩放大图。4(b)。地点定子电流矢量的结果也显示这样的结果。 图4中(b),指挥定子电流矢量法的计算结果一个有限转角与两个轴(和)。任何一步,改变在入力轴电流命令去见一个变化的扭矩命令会立即改变的空间角度在同步吩咐电流矢量的框架,造成在一个瞬时角之间的差异所吩咐的与实际机器电流矢量。这就是为什么关键假设在r-l负载相等情况下重建和实际的在所有时代的角度不一样有用的感应机器。 在感应电动机中只有稳态条件下角度相等才是有效的。结果是,任何重建阶段电流计算的基础上平等。(1)、(2)这样的角几乎没有价值,在瞬态条件。更多的具体地说,在新的电流调节器，这些重建不能用于瞬时电流电流反馈。 在新方案中,利用重建稳态基于连续相位电流矢量角平等限于稳态解耦计算电压的SectionIII-B部分阐述了。 为了满足快速瞬态条件,控制需要一个额外的功能,可以立即反应错误吩咐,实际电流之间的向量。实现这一目标的关键是,它假设d轴电流命令总是不变的情况下,使所有常住定子电流矢量的命令只是造成q轴电流通过改变命令。这种假说很合适,因为对大多数IFOC方案内在的反应迟缓,转子磁链的变化d轴电流的命令。作为一个结果,这是很典型的实现稳定的维持在IFOC举行一个值,这个值产生的额定转子磁链。通过改变，转矩响应快达到完全。B.解耦电压术语 新的同步电流调节器已开发,以满足特殊要求感应吗当结合当前机器传感器在三个逆变阶段。这种调节阀的结构是由两个部分组成,其中一段解决吗稳态定子电流部件和第二寻址瞬态成分。 作为第一步的解释方法,我们变成一个模型感应机是切合矢量进行分析的机器。特别是,三相异步机的终端电压矢量在同步框架可以用下面的复向量表达8,忽视任何转子磁链的瞬态: 其中所有的变量的定义与习惯一致9。 (3)电压表达式表明有三种不同的零件的定子电压在同步框架。第一项是引起的电压降定子电阻和渗漏的阻抗。第二学期代表逆起电压数值是由转子磁链。上学期代表动态电压变化有关术语在定子电流。前两个方面构成了稳态电压定子电压的机器上学期时代表瞬变电压。 开发的电压命令当前控制器分成两个主要部分:一个稳态解