多電平變頻器無速度傳感器直接轉矩控制的研究

定義廣義狀態(tài)誤差，利用Popov超穩(wěn)定準則可推導出自適應率形式為：
（5）
其中，Kp、Ki分別為比例和積分系數(shù)， 是取之于的誤差信息，
（6）

由式（6）可以看出，磁鏈誤差信息比例于轉子磁鏈矢量 和 之間的角偏差αr， 經(jīng)過PI調節(jié)器可產(chǎn)生速度信號，這個調整信號會使可調模型估計的與參考模型的趨于一致，令轉子磁鏈誤差 能夠收斂于零，也就會使轉速估計值逐步逼近于真實值，其原理如圖6所示。圖7為利用轉子磁鏈估計轉速的MRAS的Matlab/Si mulink模型。

5 仿真結果及分析

在Matlab/Simulink中建立了整個系統(tǒng)的仿真模型。其中，電機模型采用軟件自帶的兩級三相異步感應電機模型，參數(shù)為：額定功率PN =3730W，額定線電壓UN =380V，額定頻率fN =50Hz，轉子電阻Rr=1.083Ω，定子電阻Rs=1.115Ω，定子、轉子電感Ls= Lr=0.2097H，定轉子互感Lm=0.2037H，轉動慣量J=0.02kggO。逆變器每級直流電源電壓為104V，采樣周期Ts=952µs。

仿真中，給定轉速，電機空載啟動，在0.3s處突加6Ngm的負載。各個變量的仿真波形如圖8所示。

(a)辨識轉速與實際轉速

（b）轉矩動態(tài)相應

（c）定子磁鏈（d）電流

（e）相電壓

（f）線電壓

圖8 系統(tǒng)仿真波形

由仿真波形可以看出，電機啟動后0.2s，系統(tǒng)基本進入穩(wěn)定狀態(tài)；辨識轉速能較好地估計與跟蹤實際轉速；相電壓輸出7電平；線電壓輸出13電平；電流波形良好；穩(wěn)態(tài)時磁鏈與轉矩脈動都比較小；啟動過程中定子磁鏈能很快達到給定值，并保持圓形；啟動時轉矩迅速達到限幅值（23Ngm），之后逐漸回落到空載穩(wěn)定值，加載時動態(tài)響應特性良好。

6 結論

本文將錯時采樣空間矢量調制方法、模型參考自適應方法與直接轉矩控制相結合，實現(xiàn)了級聯(lián)多電平變頻器的無速度傳感器直接轉矩控制，有實現(xiàn)簡單、可靠性高、轉矩脈動小等諸多優(yōu)點，具有較好的實用價值。文中給出了各個部分的建模方法，通過仿真對這一方法進行了驗證。