无速度传感器矢量控制和空间矢量脉宽调制(SVPWM)的基本原理

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1、无速度传感器矢量控制和空间矢量脉宽调制(SVPWM)的基本原理2010年8月6日异步电机无速度传感器矢量控制系统研究刘和平，王强，余银辉，刘平(重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室)SpeedSenMorlcmVectorControlSyilrmDwignforAs)nchro

2、bmirprinciplesofeenwrkwvectorcootiulandipecevectorpubrwxllhmadulaiicin(SVPWM)tandpKforwardlhetnodeiwithcoaipcnsMionfluiand耳《edZuwdmnmHhivj.Thismc

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6、偿的电压模型磁链及转速估算方法。该方法考虑到了积分误差和定子电阻，并能在全速度范囤内得到较好的磁通及转速估计。利用TMS320F2808实现了异步电机无速度传感器矢量控制系统，给出了系统硬件和软件设计方案。试验结果表明系统具冇良好的动静态性能和稳定性。关键词：SVPWM；异步电机；无速度传感器；带补偿的电压模型；全速度范围中图分类号：TM343文献标志码：A文章编号：1001・6848(2010)07-0069-04O引言在异步电机控制系统中，为满足离性能控制的要求，需采用速度闭环控制，因此要测竝异步电机转速。传统的电机转速测屋装置多采用测速发电

7、机或光电数字脉冲编码器，它增加了控制系统成木，存在安装与维护上的困难，并使系统易受干扰，降低了系统可靠性，仇不适用丁•恶劣环境。随着空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术和数字信号处理器(DSP)的出现及发展，使得复杂的转速估算及控制算法得以实现，因此界步电机无速度传感器矢量控制系统的研究正逐步深入。木文针对异步电机无速度传感器矢呈控制算法屮传统的电压和电流磁链估计模型的缺点，提出了新的带补偿的电压模型磁链及转速估算法。并基于DSPTMS320F2808实现/■异步电机无速度传感器矢量控制系统。1SVPWM原理SVPWM足将逆变器和电动机看成一个整体

8、，建立逆变器开关模式和电机电压空间矢量的内在联系，通过控制逆变器的开关模式，使电机的定子电压空间矢量沿圆形轨迹运动，从1佃明显降低转矩脉动，与传统的SPWM相比，其开关器件的开关次数町以减少,1/3,直流电压的利用率可提高百分之15,能获得较好的谐波抑制效果，且易于实现数字化控制。常用的三相电压源逆变主电路结构如图1所示。三相逆变器共有8种开关状态（上桥臂导通开关状态为1,下桥臂导通开关状态为0,从而对应8种基木空间电压矢最，其屮两个是零电压矢量（00、0111）,另外6个基木电压空间矢量（Uo,U60,U120,U180,U24O,U300）在

9、空间互差60度，对于任意电压空间欠量町以由相邻的两个基本电压空间矢量（Ux,UX+60）和两个零电压空间矢量（00、O111）按平行四边形法则合成得到，如图2所示。■1矢■■其中.ww.iijm,讥、匚为列个相邻电压矢*的作用时何.T,g电压矢*作用肝阀.R釘+八2无速度传感器矢量控制策略无速度传感器矢量控制策略取消了具有低可靠性等缺点的速度传感器，而是利用容易测虽得到的电机定了电压、电流等电信号，通过一定的算法获得电机的转速。问题的关键在于如何快速估算得到转速的信息，仇保持较高的控制精度，满足实时控制的要求。为此，设计了以下控制系统，其原理框图

10、如图3所示。2.1转子磁链估计在转子磁场定向的矢量控制系统中，转子磁链的准确估计和控制是影响电机控制性能的关键因素之一。转子磁链估算有电