本文選題：三電平逆變器 + 磁鏈觀測器�。� 參考：《東北大學》2014年碩士論文

【摘要】：三電平變頻器在交流調(diào)速領域中得到了廣泛的應用,磁場定向控制是三相異步電動機高性能驅動中應用最為成熟的一種控制技術,可以使交流調(diào)速傳動系統(tǒng)在高精度、快速動態(tài)響應等技術性能指標上媲美直流調(diào)速傳動系統(tǒng)。矢量控制以電機的動態(tài)模型為基礎,對電機參數(shù)依賴性較強,而電機參數(shù)的時變、非線性會直接影響矢量控制的性能。本文針對矢量控制系統(tǒng)性能極大地受到電機參數(shù)影響這一問題,從磁鏈觀測器和參數(shù)辨識兩個方面進行分析研究。首先,介紹了矢量控制和參數(shù)辨識的發(fā)展現(xiàn)狀。作為理論鋪墊,分析了坐標變換的方法,異步電機在不同坐標系下的數(shù)學模型,以及轉子磁場定向的基礎理論。通過MATLAB/Simulink仿真,驗證了矢量控制的高精度調(diào)速性能,以及良好的抗干擾能力。在頻域內(nèi)從幅值和相角的角度,定量分析了電壓模型、電流模型等不同類型磁鏈觀測器的收斂性能和參數(shù)敏感性,提供了良好的指導作用。結合電壓模型和電流模型兩者的優(yōu)點,構建了一個可根據(jù)轉速高低不同,自動調(diào)節(jié)電壓模型和電流模型比重的參數(shù)魯棒性很強的磁鏈觀測器。接著,介紹了三電平變頻器的參數(shù)離線自整定方法。利用三電平矢量控制系統(tǒng)的固有硬件資源,通過變頻器向電機注入電壓、電流測試信號,在電機靜止狀態(tài)下估算出可信度很高的電機參數(shù)。不僅擴充了交流調(diào)速的功能,也可為矢量控制系統(tǒng)提供可靠的電機參數(shù)初值。最后,介紹了基于全階狀態(tài)觀測器的在線參數(shù)辨識方法。通過自適應機構不斷修正電機參數(shù),克服了參數(shù)隨電機運行狀態(tài)不斷變化的缺點。通過對反饋增益矩陣和自適應律的合理設計,使全階狀態(tài)觀測器在線辨識系統(tǒng)在穩(wěn)定的前提下,獲得足夠快的收斂速度和很好的辨識精度。最后,通過MATLAB/Simulink驗證了該方法的可行性和正確性。
[Abstract]:Three-level inverter has been widely used in the field of AC speed regulation. Magnetic field oriented control is the most mature control technology in the high performance drive of three-phase asynchronous motor. Rapid dynamic response and other technical performance indicators comparable to DC speed drive system. The vector control is based on the dynamic model of the motor and has a strong dependence on the parameters of the motor. The nonlinearity of the parameters of the motor will directly affect the performance of the vector control. Aiming at the problem that the performance of vector control system is greatly affected by the motor parameters, the flux observer and parameter identification are analyzed and studied in this paper. Firstly, the development of vector control and parameter identification is introduced. As the theoretical foundation, the methods of coordinate transformation, the mathematical models of asynchronous motor in different coordinate systems and the basic theory of rotor magnetic field orientation are analyzed. The simulation of MATLAB / Simulink verifies the high precision speed regulation performance of vector control and its good anti-interference ability. From the angle of amplitude and phase angle, the convergence performance and parameter sensitivity of different types of flux observer, such as voltage model and current model, are quantitatively analyzed in frequency domain. Combining the advantages of the voltage model and the current model, a flux observer is constructed, which can automatically adjust the specific gravity of the voltage model and the current model according to the different rotational speed. Then, the off-line self-tuning method of three-level inverter is introduced. Using the inherent hardware resources of the three-level vector control system, the parameters of the motor with high reliability are estimated by injecting the voltage and current test signals into the motor by the inverter. It not only expands the function of AC speed regulation, but also provides reliable initial value of motor parameters for vector control system. Finally, an online parameter identification method based on full order state observer is introduced. The parameters of the motor are constantly modified by the adaptive mechanism, which overcomes the shortcoming that the parameters change with the running state of the motor. Through the reasonable design of feedback gain matrix and adaptive law, the full order state observer on-line identification system can obtain fast convergence speed and good identification accuracy under the premise of stability. Finally, the feasibility and correctness of the method are verified by MATLAB / Simulink.
【學位授予單位】：東北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM343

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本文編號：1996337