感应电机论文关于基于MRAS的感应电机无速度传感器矢量控制系统论文范文参考资料

感应电机论文关于基于MRAS的感应电机无速度传感器矢量控制系统论文范文参考资料 （中石化天然气川气东送管道分公司，湖北 武汉 430040） 摘要：文章研究了基于定子电流的模型参考自适应系统（MRASCC）方法来观测感应电机的转速和磁链，解决了传统的以电压模型作为参考模型的模型参考自适应系统所存在的低速时不能正常工作的问题。该方法用感应电机自身作为参考模型，感应电机的定子模型和电流模型共同作为可调模型，利用Lyapunov稳定性定理推导转速自适应率保证系统的稳定性。 关键词：感应电机；矢量控制系统；无速度传感器；MRASCC；自适应系统：A ：TM34：1009-2374（xx）19-0007-02DOI：10.13535/j.ki.11-4406/n.xx.19.004 1概述 无速度传感器矢量控制系统在过去十余年中已得到广泛应用，它的优点是：简化装置硬件的复杂性、降低造价、减小驱动电机尺寸、取消传感器电缆和提高可靠性。而由于模型参考自适应法原理简单、易于实现，在无速度传感器交流调速系统中得到广泛应用。但是目前在生产实际中所应用的模型参考自适应法，大多是以电压模型为参考模型，电压模型存在低速问题。基于定子电流的模型参考自适应法作为一种新型的方法，它以感应电机本身作为参考模型，解决了电压模型的电阻压降问题和纯积分运算存在的逸走问题，因此基于定子电流的模型参考自适应法在实际应用中具有很好的发展 前景。 2感应电机数学模型 通过按转子磁链定向的矢量控制的基本思想，可得到感应电机在mt坐标系中的状态方程： mt坐标系的旋转角速度： mt坐标系中的电磁转矩表达式： 3基于定子电流的模型参考自适应法 利用感应电机本身作为参考模型，电流模型和电机定子模型作为可调模型，Lyapunov稳定性定理建立自适应率。其原理如图1所示： 3.1可调模型 用电动机定子模型*（stator model）可以算出定子电流矢量的观测值： 将上式分解成两个标量式为： 电流模型IM可算出转子磁链矢量观测值： 将上式分解成两个标量式为： 由式（4）至式（7）可得到可调模型的框图，如图2所示。 3.2转速自适应器 这叉积运算和调节器AAR合在一起被称为转速自适应器。 转速自适应器的模型，如图3所示： 4仿真结果与分析 电机额定参数：PN35kW，UN380V，RS0.4，Rr0.5，Ls0.087H，np2，Lr0.088H，Lm0.085H，J0.0876kgm2，D0.001kgm2/s。 经调试，磁链调节器（AR）的参数为Kp150，KI200；转矩调节器（ATR）参数为Kp1.27，KI250；转速调节器（ASR）参数为Kp100，KI1；自适应调节器（AAR）的参数为Kp1000，KI2.5。 4.1在高速时的仿真 给定转速为1000rpm，其仿真波形如图4所示。 波形分析：在整个过程中，转速的观测值和实际值的波形基本上重合；加入负载稳态时，转速观测值为1000rpm，转速实际值为999.3rpm，相差0.7rpm；磁链观测值与实际值之差很小；电流波形为标准的正弦波。 4.2在低速时的仿真 给定转速为50rpm，其仿真波形如图5所示： 波形分析：在整个过程中，转速的观测值和实际值的波形基本上重合；转速观测值与实际值之差在稳定状态下接近于0；磁链观测值与实际值之差很小；电流波形为标准的正弦波。 5结语 （1）基于定子电流的模型参考自适应系统的矢量控制，具有优良的动静态调速性能，其响应速度很快、磁通的变化很小、稳定性很好。由于是直接启动，所以其启动电流很大。（2）基于定子电流的模型参考自适应系统的矢量控制，无论是在高速还是在低速，都有着良好的跟踪性能。高速时，转速观测值与实际值误差为1rpm左右；低速时，转速观测值与实际值误差为0.2rpm