基于新的调速电机电流控制方法的高性能电流源PWM逆变器供电异步电动机参考.doc

基于新的调速电机电流控制方法高性能电流源PWM逆变器供电异步电动机 本文提出了一种只有测量转子角速度和当前所需的电机控制高性能矢量控制电流源PWM逆变器供电的异步电动机(PWM-CSI)新颖的方法补偿电容电流的电机的过滤器和阻尼振荡的电机电流提出了瞬态条件。方法仿真验证了有效性。 迅速发展的力和微电子近年来使用感应机在高性能电动机驱动的。在低中等容量水平感应电动机驱动的变速通常使用一个PWM电压源逆变器(PWM-VSI)。然而,切换电压产生高的斜坡定子绕组,了轴承是否绝缘。一个可行的解决办法是使用PWM逆变器的电流源(PWM-CSI)(图1)。两个电压和电流的机器几乎是正弦因此电压应力机器绕组低。PWM逆变器的电流源C滤波器插入在负载方面减少谐波电流。由于电容电流的过滤电机电流引用不准确,这可能导致性能不稳定问题。一些基于测量负载电容电压方法l,2]可用来解决这个问题。然而,稳定状态方程的负载过滤和电容电流可以补偿。另一方面,C过滤器和机器感应系数形成谐振电路刺激尤其是当电机电流都改变了。一些基于测量电机的电压或电流方法[3,4],已经提出了抑制电机电流振荡中的瞬态条件。然而,PWM-CSI驱动电机电流测量不需要自干路上的过流保护可以检测电流传感器。所以,最好使用控制方法是不需要电机电流的测量的,因为在这种情况下,电机电流传感器可以完全消除。 现在的工作控制系统中的PWM-CSI驱动正在中。当原型的5千瓦和100千瓦已经建成行侧变换器[5、6]研究。最终的目标是最低硬件要求开发高性能马达驱动。 拟议的矢量控制系统中实现面向转子磁链参考帧。没有任何测量电容式电流补偿的负载过滤器结合稳定状态方程和电机负载过滤器。同时,一种新的方法降低电机电流振荡提出了瞬态条件。该方法基于组合的动力学方程,电机负载过滤器,不需要任何测量。然而,速度传感器包括获得也得很好接近零速度。 控制的电流源PWM逆变器供电的异步电机驱动 图1显示了主电路的电流源PWM逆变器供电的异步电机驱动。Llif和Clif的电感、电容滤波和sup线的供应 Clof是负载的滤波电容。线和负载桥梁是相同的。两桥六个可控开关如延误晶体管(IGBTs)。IGBTs 二极管的量的模块也显示图。由于这些二极管和非常低的反向电压阻塞能力的IGBTs,额外的二极管需要被连接在系列有晶体管。一个平滑的电感(Ldc)联系。 在PWM-CSI驱动线转换器是用来控制电流。函数的行转换器是同步供应电压。通过改变调制指数中的行电压的,即电流,可以控制的。在参考帧活动和无功功率转换器的行可以简单地控制与实际和和虚轴零件的供应电流矢量[5,6]。行过滤器采用无功功率可以补偿控制系统[5,6]。定子电流产生负载转换器。在恒转矩和成线性正比定子频率削弱过滤器采用电容电流负载是成正比的定子频率基于矢量控制系统矢量控制的AC马达控制直流电机具有独立渠道通量和转矩控制。图2(a)展示了矢量控制系统中实现参考框架基于间接矢量控制方案[7]。应该指出的是,控制系统中的行转换器图中没有显示。线转换器控制的详细描述可以在[5,6]。 电磁转矩的感应电动机的转子-通量导向的参考框架可以写成 式中p为极对数的数量，Lm 为磁化电感Lr为转子自感为转子磁化电流isy为在转子磁链坐标系统的基础虚轴组件的定子电流矢量。低于名义转子速度不变和电磁转矩进行控制isy,其中引用值是速度控制器的输出。高于名义转子速度参考价值的磁化电流子频率成反比。磁化电流可以与实轴组件的定子电流矢量isx控制,参考框架,如下: 图 2 a) PWM-CSI载流子运行参考帧的矢量控制。b) 相位差电机电流补偿。c)振动电机电流的结构阻尼。 在间接矢量控制系统的转子磁链角测量转子位置角计算参考价值的偏角如下的方式: 如果角转子速度w是衡量的,图2(、()可以写成转子磁链角逆变器当前参考矢量固定坐标是指基于转子磁链参考帧。在拟议的矢量控制系统只有转子角速度和电流测量需要电机控制。测量当前需要调制器实现[8、9]在这两个转换器电流控制在线转换器。的当前参考价值产生于负载转换器如下: 其中常数c ≥ 1，即为了保持调制的线性区域当前的大小应该等于或大于逆变器的长度当前参考向量电机电流补偿 图2(a)控制系统是定子电流参考向量不实现准确因为负载电容电流过滤器电容电流。组合的稳定状态方程的负载过滤和电容电流可以任何测量补偿。接下来,方程推导需补偿控制。定子电压方程感应电动机在静止参照系可以表达为 式中σ是由此产生的泄漏常数。负载滤波电容器的电压可以写成 负载电容电流通过替换(8)到(7),产生的方程(6)( (s= Ulofc)得到: 当(9)表示使用大量的转子参考帧有通过求解(10)得到下列等式: 当(12)在数量上表现为直接和正交轴组件定子电流组件参考值和转子磁