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      技術支持

      變頻器技術科普:無速度傳感器的矢量控制技術


      控制策略和調制策略是提高變頻器性能的一些技術和方法。這些方法可以在通用硬件平臺上用軟件實現,有利于模塊化和集成化。以下我將介紹一種基于無速度傳感器的矢量控制技



      對于高性能的交流調速系統,速度閉環是必不可少的,而速度閉環需要實時的電機轉速。目前,檢測速度反饋大多采用光電脈沖編碼器、旋轉變壓器或測速發電機。速度傳感器價格昂貴,明顯增加了系統的硬件成本。對環境的適應性不強,不利于在高溫或振動場合使用;信號傳輸距離有限,無法在長途線路中可靠工作。因此,對無速度傳感器交流調速系統的研究對于提高系統的可靠性、環境適應性以及進一步擴大交流調速系統的應用范圍具有重要意義,并已成為近年來國內外學術界和工程界的研究熱點。

      無速度傳感器控制的最終目標是同時精確估計電機速度、轉子磁鏈和電機參數。有許多方法可以估算電機速度和磁鏈?;诶硐肽P偷挠^測估計方法包括:開環磁鏈估計和帶補償的磁鏈估計;參考自適應方法(MRAS);閉環觀測器方法?;诜抢硐胩匦缘姆椒ò?利用齒諧波信號的速度識別方法;高頻旋轉噴射轉子凸極檢測法:泄漏脈動檢測法;Dq阻抗微分定向法:飽和凸極檢測法。檢測電機參數有兩種方法:離線檢測和在線檢測。

      有幾種無速度傳感器矢量控制技術正在實施中。

      特別是它們對系統的控制性能和控制精度有著非常重要的影響。這些方面是:

      (1)電流和電壓信號檢測及信號處理技術

      其中,信號處理技術主要是如何對檢測到的電流、電壓信號進行有效、準確的濾波,使有效信號重現,沒有幅度衰減和相位滯后。實用的方法有簡化的擴展卡爾曼濾波、形態濾波等。

      (2)定子電阻的在線調整

      電機運行時,定子電阻值隨溫度升高變化較大,最大變化可達額定值的150%。如何在線檢測定子電阻,同時調整相應的控制量,對系統的性能至關重要。

      (3)死區效應補償技術

      (4)建立精確的動態電機模型。

      或者在線和離線測得的電機參數只在某一時刻獲得。如果運行中參數發生變化,應相應改變電機的型號,以達到最佳控制效果。目前,模型參考自適應方法被廣泛應用于實際研究中。

      (5)逆變器模型的重構。

      這項技術主要是針對極端情況下的0Hz操作而提出的。在這種情況下,應該考慮功率器件的飽和壓降和集電極電流之間的時間關系。


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