EKF的感應(yīng)電機(jī)無傳感器MRFAC控制器設(shè)計

介紹80c196mc單片機(jī)的智能軟啟動控制器,利用其強(qiáng)大的功能實(shí)現(xiàn)對感應(yīng)電機(jī)軟啟動的高精度控制。通過單片機(jī)檢測電壓、電流的過零點(diǎn),依此計算出實(shí)際功率因數(shù)角,并與設(shè)定的最佳功率因數(shù)角進(jìn)行比較,及時輸出觸發(fā)脈沖,實(shí)時調(diào)節(jié)電機(jī)的電壓,達(dá)到無沖擊啟動和節(jié)能的目的。試驗(yàn)證明系統(tǒng)具有優(yōu)良的性能。

感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鏈觀測是磁場定向系統(tǒng)控制中的關(guān)鍵步驟,然而電機(jī)在低速運(yùn)行時定子電阻不確定性及轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化對轉(zhuǎn)子磁鏈觀測準(zhǔn)確性有很大的影響。采用線性變參數(shù)多胞輸出反饋控制器設(shè)計理論,提出一種新的轉(zhuǎn)子磁鏈觀測方法。引入多胞技術(shù),設(shè)計包含極點(diǎn)配置的隨變參數(shù)自調(diào)整的輸出反饋控制器。將感應(yīng)電動機(jī)作為線性變參數(shù)系統(tǒng),轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子電阻作為系統(tǒng)的變參數(shù),設(shè)計系統(tǒng)控制器即轉(zhuǎn)子磁鏈觀測器。利用魯棒控制理論,通過求解線性矩陣不等式組,實(shí)現(xiàn)滿足魯棒穩(wěn)定性能和動態(tài)特性轉(zhuǎn)子磁鏈觀測器。仿真結(jié)果驗(yàn)證此觀測器的正確性,磁鏈觀測的水平有了較大的提高。

感應(yīng)電機(jī)是異步電機(jī)的一種。異步電機(jī)包括感應(yīng)電機(jī)、雙饋異步電機(jī)和交流換向器電機(jī)。由于現(xiàn)在異步電機(jī)主要是感應(yīng)電機(jī),所以現(xiàn)在也有人直接在定義時候?qū)惒诫姍C(jī)定義為感應(yīng)電機(jī)。感應(yīng)電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單,制造方便,價格便宜,運(yùn)行方便等特點(diǎn)。電機(jī)的設(shè)計對于一個感應(yīng)電機(jī)的性能和參數(shù)有著極其重要的影響。掌握感應(yīng)電機(jī)的設(shè)計構(gòu)造知識,有助于我們?nèi)蘸髮Ω袘?yīng)電機(jī)控制技術(shù)的更深入研究。

針對系統(tǒng)模型不確定性和干擾對矢量控制性能的影響,利用q-參數(shù)化理論設(shè)計控制器,設(shè)計了一種簡單有效的感應(yīng)電機(jī)速度控制策略。該速度控制器由魯棒轉(zhuǎn)子磁鏈估計器(rrfe)以及參考模型跟蹤控制器(rmtc)兩個部分構(gòu)成。rrfe主要用于轉(zhuǎn)子磁鏈估計,以確保轉(zhuǎn)子磁鏈獲得快速準(zhǔn)確的定向,而rmtc則在電機(jī)參數(shù)發(fā)生變化和出現(xiàn)干擾的情況下,獲得磁鏈和轉(zhuǎn)速的漸進(jìn)跟蹤性能。仿真試驗(yàn)結(jié)果表明,干擾得到有效抑制,系統(tǒng)具有較好調(diào)速性能。

從擴(kuò)展卡爾曼濾波算法原理入手,利用定子側(cè)可測量的電流、電壓,推導(dǎo)出一種新的無轉(zhuǎn)速傳感器的電機(jī)轉(zhuǎn)速、磁鏈狀態(tài)觀測模型,估算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速和定子磁鏈。仿真結(jié)果表明這種方法能有效地解決磁鏈和轉(zhuǎn)矩的脈動問題,從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)高性能的控制。

電機(jī)控制-ac感應(yīng)電機(jī)(acim)概述 相關(guān)下載主推產(chǎn)品簡介（點(diǎn)擊下載） 器件型號：rdk-acim（ac感應(yīng)電機(jī)參考設(shè)計套件） 器件型號：tmdshvmtrpfckit（高電壓電機(jī)控制和pfc 開發(fā)者套件） stellarislm3s818acinduction motorreferencedesignkituser’smanual（點(diǎn)擊下載）rdk- acim（ac感應(yīng)電機(jī)參考設(shè)計套件）用戶指 南：stellarislm3s818acimboarddatasheet（點(diǎn)擊下載） tms320c2000motorcontrolprimer（點(diǎn)擊下載）器件型號： tmdshvmtrpfckit（高電壓電機(jī)控制和pfc開發(fā)者套件） ac感應(yīng)電機(jī)(acim)是消費(fèi)電子類應(yīng)用和工業(yè)應(yīng)用中最受歡迎的電機(jī)，代表 了工業(yè)

AC感應(yīng)電機(jī)(ACIM)概述

1 第五章感應(yīng)電機(jī) 一、填空 1.如果感應(yīng)電機(jī)運(yùn)行時轉(zhuǎn)差率為s，則電磁功率，機(jī)械功率和轉(zhuǎn)子銅耗之間的比例是 2:p:ecupp=。 2.★當(dāng)三相感應(yīng)電動機(jī)定子繞組接于hz50的電源上作電動機(jī)運(yùn)行時，定子電流的頻率 為，定子繞組感應(yīng)電勢的頻率為，如轉(zhuǎn)差率為s，此時轉(zhuǎn)子繞組感 應(yīng)電勢的頻率，轉(zhuǎn)子電流的頻率為。 3.三相感應(yīng)電動機(jī)，如使起動轉(zhuǎn)矩到達(dá)最大，此時ms=,轉(zhuǎn)子總電阻值約為 。 4.★感應(yīng)電動機(jī)起動時，轉(zhuǎn)差率s，此時轉(zhuǎn)子電流2i的值， 2cos,主磁通比，正常運(yùn)行時要，因此起動轉(zhuǎn) 矩。 5.★一臺三相八極感應(yīng)電動機(jī)的電網(wǎng)頻率hz50，空載運(yùn)行時轉(zhuǎn)速為735轉(zhuǎn)/分，此時轉(zhuǎn) 差率為，轉(zhuǎn)子電勢的頻率為。當(dāng)轉(zhuǎn)差率為0.04時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 為，轉(zhuǎn)子的電勢頻率為。 6.三相

感應(yīng)電機(jī)例題 1.設(shè)有一50hz,三相4極異步電機(jī)，請?zhí)顫M下表 (/min)nr15401470—600 s10 2()fhz 工作狀態(tài) 2.有一臺50hz,三相四極感應(yīng)電動機(jī)，正常運(yùn)行時轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差率5%s，試求：1）.此時 轉(zhuǎn)子電流的頻率；2）轉(zhuǎn)子磁勢相對于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；3）.轉(zhuǎn)子磁勢在空間（相對于定子）的 轉(zhuǎn)速； 解：1）.轉(zhuǎn)子電流的頻率210.05502.5fsfhzhz 2.）轉(zhuǎn)子磁勢相對于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速（和同步轉(zhuǎn)速同方向） 2 2 60602.5 /min75/min 2 f nrr p 3）由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速1(1)1500(10.05)/min1425/minnnsrr，所以轉(zhuǎn)子磁勢在空 間的轉(zhuǎn)速為2(142575)/min1500/minnnrr

感應(yīng)電機(jī)

基于無源性的基本思想,選取定子磁通幅值作為系統(tǒng)的磁通控制目標(biāo),并借鑒間接定子磁場定向的控制方法,構(gòu)建了一種新的基于定子磁場定向的感應(yīng)電機(jī)(inductionmotor,簡稱im)無源性控制器(pacivebasedcontrol,簡稱pbc)。該控制器保留了im無源性控制器優(yōu)點(diǎn),證明im無源性控制器以定子磁通作為系統(tǒng)控制目標(biāo)的設(shè)計方法是可行的,擴(kuò)展了無源性控制器設(shè)計方法的應(yīng)用領(lǐng)域。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,該控制器是穩(wěn)定且有效的。

在分析感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,針對感應(yīng)電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的速度環(huán)、磁鏈環(huán)、電流環(huán)對誤差響應(yīng)的不同要求分別設(shè)計了三種控制器。其中速度環(huán)控制器的設(shè)計目標(biāo)是增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能,以及對負(fù)載擾動的魯棒性。磁鏈環(huán)設(shè)計思路是最大程度增強(qiáng)被控量的響應(yīng)速度。以上兩者分別采用滑模線不同的滑模控制器。電流環(huán)采用pi控制器加前饋解耦的設(shè)計,能增強(qiáng)電流環(huán)本身的動態(tài)響應(yīng),并且能有效加快速度響應(yīng)。仿真表明,三種設(shè)計思路能夠在同一矢量控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定工作,并且各自達(dá)到了設(shè)計目標(biāo)。

基于靜止d-q坐標(biāo)系下的感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型,在參數(shù)不能確定的情況下,通過位置、速度、磁鏈和線圈電流信號,采用非線性反步法設(shè)計了感應(yīng)電機(jī)的自適應(yīng)位置控制器,該控制器不依賴于電機(jī)參數(shù)。基于matlab/simulink仿真平臺,建立感應(yīng)電機(jī)位置控制系統(tǒng)仿真模型。仿真結(jié)果表明:用該方法設(shè)計的控制器得到的位置跟蹤誤差迅速漸近趨于零,達(dá)到了較好的位置控制性能。

利用lyapunov穩(wěn)定性理論推導(dǎo)出了速度控制律,從而保證了整個過程的漸進(jìn)穩(wěn)定。為克服速度控制律受系統(tǒng)未知不確定性上界的影響,減少滑摸抖動,設(shè)計了一模糊控制滑模器。整個系統(tǒng)所需的磁通是利用一滑模模型參考自適應(yīng)(mras)速度辨識器來獲得。仿真和實(shí)驗(yàn)表明,提出的滑模速度控制器在整個控制過程中對系統(tǒng)的不確定性具有較好的魯棒性。

針對感應(yīng)電機(jī)無速度傳感器間接磁場定向控制系統(tǒng),利用感應(yīng)電機(jī)的時變參數(shù)模型的降階處理,提出了一種非線性魯棒高增益觀測器,這一觀測器只需要電機(jī)的定子電壓和電流,能同時觀測電機(jī)的狀態(tài)量和轉(zhuǎn)子時間常數(shù)等參數(shù),魯棒性好,計算量少,易于適時在線實(shí)現(xiàn)。為減少系統(tǒng)在啟動階段的超調(diào),提出了一種變增益的pi速度控制器,該方法簡單,不但能實(shí)現(xiàn)pid參數(shù)的在線調(diào)整,而且工程實(shí)現(xiàn)簡單。仿真和試驗(yàn)驗(yàn)證了本方案的可行性。

針對傳統(tǒng)滑?？刂葡到y(tǒng)中擾動信號的臨界值難獲得且計算量大的問題,提出了一種新型的自適應(yīng)滑模增益的感應(yīng)電機(jī)矢量控制技術(shù),以便對感應(yīng)電機(jī)進(jìn)行快速準(zhǔn)確調(diào)速.這種方法不需要大量的計算,消弱了對于各種擾動信號邊界的依賴,實(shí)現(xiàn)了滑模增益隨系統(tǒng)中的電機(jī)參數(shù)和負(fù)載轉(zhuǎn)矩的擾動而進(jìn)行自動調(diào)整的目的.并利用李亞普諾夫穩(wěn)定定理,證明了該調(diào)速控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性.matlabsimulink仿真結(jié)果表明:自適應(yīng)滑模增益的變結(jié)構(gòu)控制方法對于電機(jī)參數(shù)和負(fù)載轉(zhuǎn)矩的不確定性均能呈現(xiàn)很好的調(diào)速性能,計算量小,魯棒性好.

基于有限拍方法設(shè)計了一種自適應(yīng)矢量控制感應(yīng)電機(jī)的電流控制器.通過差分消去電機(jī)模型中的反電動勢,利用補(bǔ)償電壓進(jìn)一步消除電流誤差.針對電流控制器對電機(jī)參數(shù)變化敏感的問題,對電機(jī)參數(shù)進(jìn)行在線辨識,保證控制器參數(shù)與電機(jī)的實(shí)際參數(shù)一致.仿真結(jié)果表明,定子電流在參數(shù)變化時能夠?qū)崿F(xiàn)對參考電流的快速跟蹤,同時能獲得良好的穩(wěn)態(tài)性能.

感應(yīng)電機(jī)(im)的動力學(xué)特性是一個高階、非線性、強(qiáng)耦合的系統(tǒng),采用傳統(tǒng)的pid控制方法進(jìn)行控制,難以達(dá)到理想的控制效果。采用模糊控制理論與常規(guī)pid控制相結(jié)合組成模糊pid控制器,應(yīng)用模糊算法在線自動整定pid參數(shù)的方法,并將其應(yīng)用于感應(yīng)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)。仿真與試驗(yàn)結(jié)果表明,該模糊pid控制的效果明顯優(yōu)于常規(guī)pid控制和模糊控制,具有無超調(diào)、響應(yīng)快、魯棒性強(qiáng)等特點(diǎn),從而驗(yàn)證所用控制方法的可行性。

為了提高感應(yīng)電機(jī)效率,研究一種高效永磁感應(yīng)電機(jī)。在分析永磁感應(yīng)電機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上,采用同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系建立永磁感應(yīng)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。對永磁感應(yīng)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)功率特性進(jìn)行深入分析,研究定子磁鏈在不同扇區(qū)時,電壓矢量對電機(jī)有功功率與無功功率的影響,從而得到了適用于永磁感應(yīng)電機(jī)直接功率控制的矢量開關(guān)表,提出適用于該電機(jī)的直接功率控制策略。最后通過仿真驗(yàn)證了所提控制方法的有效性與正確性。永磁感應(yīng)電機(jī)直接功率控制以零無功功率為控制目標(biāo),在不影響有功功率輸出的前提下,把無功功率限制在零附近波動,從而提高了電機(jī)運(yùn)行的效率和功率因數(shù)。

感應(yīng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài) 一、感應(yīng)電機(jī)的結(jié)構(gòu) 感應(yīng)電機(jī)的定子由定子鐵心、定子繞組和機(jī)座三部分組成。定子鐵心是主磁路的一部分。為 了減少激磁電流和旋轉(zhuǎn)磁場在鐵心中產(chǎn)生的渦流和磁滯損耗，鐵心由厚0.5mm、的硅鋼片疊 成。容量較大的電動機(jī)，硅鋼片兩面涂以絕緣漆作為片間絕緣。小型定子鐵心用硅鋼片疊裝、 壓緊成為一個整體后固定在機(jī)座內(nèi)；中型和大型定子鐵心由扇形沖片拼成.在定子鐵心內(nèi)圓， 均勻地沖有許多形狀相同的槽，用以嵌放定子繞組。小型感應(yīng)電機(jī)通常采用半閉口槽和由高 強(qiáng)度漆包線繞成的單層(散下式)繞組，線圈與鐵心之間墊有槽絕緣。半閉口槽可以減少主磁 路的磁阻，使激磁電流減少，但嵌線較不方便。中型感應(yīng)電機(jī)通常采用半開口槽。大型高壓 感應(yīng)電機(jī)都用開口槽．以便于嵌線。為了得到較好的電磁性能，中、大型感應(yīng)電機(jī)都采用雙 層短距繞組。 轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。轉(zhuǎn)子鐵

第5章感應(yīng)電機(jī) (2)

第5章感應(yīng)電機(jī)