多電平變頻器無速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制的研究

直接轉(zhuǎn)矩控制需要實測電磁轉(zhuǎn)矩Te作為反饋量，一般采用計算法。電磁轉(zhuǎn)矩具有多種不同的表達式，可以采用定子電流、轉(zhuǎn)子電流、定子磁鏈、轉(zhuǎn)子磁鏈中的任意2個參數(shù)來獲得電磁轉(zhuǎn)矩。在直接轉(zhuǎn)矩控制中，通常采用如下的公式計算Te：
（2）
其中，Pn為電機的極對數(shù)。
在Matlab/Simulink中建立磁鏈與轉(zhuǎn)矩觀測的模型，如圖5所示。

圖5 定子磁鏈與轉(zhuǎn)矩觀測模型

4.3 速度估計

基于模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)（Model Reference Adaptive System，MRAS）的轉(zhuǎn)速辨識實現(xiàn)較為方便，且具有對轉(zhuǎn)子電阻變化的完全不敏感性，電機參數(shù)變化對轉(zhuǎn)速估算的影響也較小。轉(zhuǎn)子磁鏈的電壓模型與電機轉(zhuǎn)速無關(guān)，而轉(zhuǎn)子磁鏈的電流模型與電機轉(zhuǎn)速有關(guān)，因此選擇轉(zhuǎn)子磁鏈的電壓模型作為參考模型，而選擇轉(zhuǎn)子磁鏈的電流模型作為可調(diào)模型[7]。

由于在磁鏈觀測中已經(jīng)估算出定子磁鏈，因此參考模型可以用定子磁鏈表示：

（3）

其中，為轉(zhuǎn)子磁鏈，Lm為定轉(zhuǎn)子互感， Lr為轉(zhuǎn)子電感，為定子瞬時電感， Ls為定子電感。
可調(diào)模型為：

（4）

其中Tr=Lr/Rr為轉(zhuǎn)子時間常數(shù)，Rr為轉(zhuǎn)子電阻，為轉(zhuǎn)子角速度。

圖6 利用轉(zhuǎn)子磁鏈估計轉(zhuǎn)速的MRAS方案