寇佳宝 高 强 滕咏哮 徐殿国

负载换流逆变器驱动电励磁同步电机无速度传感器模型预测控制方法

寇佳宝 高 强 滕咏哮 徐殿国

（哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院 哈尔滨 150001）

负载换流逆变器（LCI）驱动电励磁同步电机控制系统广泛应用于中高压场合，在应对干扰和负载变化上，较大的系统惯性系数和较低的开关频率导致其动态响应性能欠佳。该文提出一种基于LCI驱动电励磁同步电机的无速度传感器模型预测控制方法。首先根据LCI的数学模型建立预测状态方程，同时给出合适的代价函数和约束条件；然后分析负载换相模式下的控制矢量模型，给出速度观测器的设计方法和参数选择依据，并针对负载变化对速度观测产生的影响进行分析和补偿。同时该观测器还能够同时实现逆变桥输入电压和端电压相位的观测；最后，通过3.75kW的LCI驱动电励磁同步电机实验平台对提出的无速度传感器模型预测控制方法进行实验验证。结果表明所提出的控制方法能够有效提升系统的动态响应性能，所设计的观测器具有可行性，速度观测结果在额定阶跃负载下误差小于13°。

负载换流逆变器 电励磁同步电机 无速度传感器 模型预测控制

0 引言

负载换流逆变器（Load Commutated Inverter, LCI）驱动电励磁同步电机具有容量大、成本低、可靠性高和控制简单等特点，因此该驱动系统被广泛应用于高速精轧机、大型燃气轮机、抽水蓄能电站及其他风机泵类等中高压场合[1-4]。……