程启明 王映斐 程尹曼 薛 阳 胡晓青

(上海电力学院电力与自动化工程学院，上海 200090)

0 引言

异步电机的矢量控制(vector control，VC)具有控制精度高、低频特性好、转矩响应快等动静态控制性能，从而获得了广泛应用，但传统VC的转速反馈信号是通过安装速度传感器获得的。这既增加了系统的成本，又降低了系统的可靠性，且易受外界环境的影响，制约了调速系统的性能［1－2］。无速度传感器技术［3－6］是从容易测量的电机定子电压、电流等物理量中估算出电机转速，它无需检测硬件，免去了速度传感器带来的麻烦。模型参考自适应系统(module reference adaptive system，MRAS)方法［7－9］具有算法简单、稳定性好、计算量小、实时性好等优点，但常规的MRAS速度辨识算法中电压模型的纯积分环节会引起直流漂移和误差累积等问题，这会使转速估计结果不准确。因此，本文采用改进的 MRAS辨识算法来估计转速［10－14］。

本文在分析异步电机的数学模型、VC控制原理及MRAS速度辨识算法的基础上，利用Matlab/Simulink中的电气系统模块SimPowerSystems，采用模块化的思想构建了无速度传感器的异步电机VC控制系统仿真模型。仿真结果证明了改进MRAS无速度传感器VC控制系统的有效性和可行性。

1 异步电机的VC原理

异步电机的VC思想是根据电机的动态数学模型，利用矢量变换方法，将异步电机模拟成直流电机［1］，从而获得良好的控制性能。它以转子磁链为参考坐标(即将同步旋转坐标系的d轴放置在转子磁场方向)，首先通过静止坐标系到旋转坐标系间的坐标变换，将定子电流分解成产生磁链的励磁分量和产生转矩的转矩分量，并使两分量相互独立而解耦;然后分别对磁链和转矩进行独立控制;最后通过坐标变换将两个独立的直流控制量还原为交流时变量来控制电机。……