贾国涛, 张炜权, 刘国庆

一种异步电机全阶磁链观测器设计方法

贾国涛, 张炜权, 刘国庆

(中国船舶集团有限公司 第705研究所昆明分部, 云南 昆明, 650101)

随着新型水下电动混流泵发射动力技术的不断发展, 对高速电机驱动提出了新的要求。但传统全阶磁链观测器设计会引发系统极点产生正实部, 造成无速度传感器控制系统不能在低转速区域保持稳定, 促使装置启动失败。针对此, 文中提出一种新的异步电机全阶磁链观测器设计方法, 设计了一种基于全阶磁链观测器的误差反馈矩阵, 可同时保证观测器极点实部和估计转速传递函数的零点实部都小于零, 从而保证了观测器以及估计转速的稳定。实验验证了该方法的有效性。

异步电机; 全阶磁链观测器; 无速度传感器; 矢量控制; 转速估计

0 引言

但是无速度传感器矢量控制技术在电机低速(5 Hz)运行时, 存在不稳定区间, 该区间是由于观测器极点存在正实部所导致[1]。因此, 如何设计高鲁棒性和高稳定性的磁链观测器是无速度传感器矢量控制研究的关键问题。各国学者对多种观测器进行了研究: 文献[2]～文献[3]采用低通滤波器取代电压模型法中的纯积分环节, 从而对电机磁链进行观测, 当定子频率远大于低通滤波器的截止频率时, 此观测方法具有较好的精度; 文献[4]～文献[6]通过在同步旋转轴系下采用电压模型和电流模型分别作为模型参考自适应系统(model reference adaptive system, MRAS)的参考模型和可调模型, 算法计算量小; 文献[7]～文献[9]采用全阶磁链观测器方法, 选取定子电流和定子磁链作为状态变量, 观测出定子磁链以用于直接转矩控制。……