本文主要是介绍《Active Flux Concept for Motion-Sensorless Unified AC Drives》 一.阅读,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
背景: 该文章系陈嘉豪大佬推荐,可以实现很宽工作范围的交流电机无感控制。
生词:
- notable:重要的;
- motion:运动;移动;
- amenable:顺从的;服从的;经得起考验的;
- favorably: 亲切的;好意的;
- adequate:足够的;适当的;
- reluctance:磁阻;
- notable:显著的;
- deviation:偏差;
- perturbation:扰动;
- anisotropy:各向异性;
- fictitious:虚构的;
- intuitively:直观的;
- go against :违反;违背;
- foreground:前景;
- straightforward:简单的;
- eventual:最终的;
- elaborated:详尽的;复杂的;
- viscous friction coefficient:粘滞摩擦系数;
- promising:有前途的;有希望的;
主要观点: - 信号注入法可运行至1rpm的速度控制模式。在负载转矩波动情况下,极低速时转速误差较大;因为在重载时,q轴饱和严重,导致q轴电感减小,从而导致转子位置估计效果变差。
- 2低速重载,磁饱和严重,基础模型的状态观测误差可靠性降低。也更为复杂。
核心思路: - 将左右饱和磁极电机转化为虚构的不饱和磁极电机。从而实现磁链位置和速度观测简单化。
- 有效磁链的含义是:等价于生成转矩的磁链;
T e = 1.5 N p ψ d a i q T_e=1.5N_p\psi _{d}^{a}i_q Te=1.5Npψdaiq
对于内嵌式永磁同步电机而言:
ψ d a = ψ P M + ( L d − L q ) i d \psi _{d}^{a}=\psi _{PM}+\left( L_d-L_q \right) i_d ψda=ψPM+(Ld−Lq)id
对于同步磁阻电机:
ψ d a = ( L d − L q ) i d \psi _{d}^{a}=\left( L_d-L_q \right) i_d ψda=(Ld−Lq)id - 有源磁链等效模型推导:
u ⃗ s = R s i ⃗ s + p ψ ⃗ s + j ω e ψ ⃗ s , ψ ⃗ s = ψ d + j ψ q { ψ d = ψ P M + L d i d ψ q = L q i q 带入电压方程可得: { u d = R s i d + s L d i d + s ψ P M − ω e L q i q + ( s L q i d − s L q i d ) u q = R s i q + s L q i q + ω e ( L d i d + ψ P M ) + ( ω e L q i d − ω e L q i d ) 合并为矢量形式: ( ψ d a = ψ P M + ( L d − L q ) i d ) u ⃗ s = u d + j u q u ⃗ s = R s i ⃗ s + s L q i ⃗ s + j ω e L q i ⃗ s + s ( ψ P M + ( L d − L q ) i d ) + j ω e ( ψ P M + ( L d − L q ) i d ) u ⃗ s = R s i ⃗ s + s L q i ⃗ s + j ω e L q i ⃗ s + ( s + j ω e ) ψ d a \vec{u}_s=R_s\vec{i}_s+p\vec{\psi}_s+j\omega _e\vec{\psi}_s, \vec{\psi}_s=\psi _d+j\psi _q \\ \left\{ \begin{array}{c} \psi _d=\psi _{PM}+L_di_d\\ \psi _q=L_qi_q\\ \end{array} \right. \\ \text{带入电压方程可得:} \\ \left\{ \begin{array}{c} u_d=R_si_d+sL_di_d+s\psi _{PM}-\mathrm{\omega}_{\mathrm{e}}\mathrm{L}_{\mathrm{q}}\mathrm{i}_{\mathrm{q}}+\left( \mathrm{sL}_{\mathrm{q}}\mathrm{i}_{\mathrm{d}}-sL_qi_d \right) \,\, \\ u_q=R_si_q+\mathrm{sL}_{\mathrm{q}}\mathrm{i}_{\mathrm{q}}+\omega _e\left( L_di_d+\psi _{PM} \right) +\left( \mathrm{\omega}_{\mathrm{e}}\mathrm{L}_{\mathrm{q}}\mathrm{i}_{\mathrm{d}}-\omega _eL_qi_d \right)\\ \end{array} \right. \\ \text{合并为矢量形式:}\left( \psi _{d}^{a}=\psi _{PM}+\left( L_d-L_q \right) i_d \right) \\ \vec{u}_s=u_d+ju_q \\ \vec{u}_s=R_s\vec{i}_s+sL_q\vec{i}_s+j\omega _eL_q\vec{i}_s+s\left( \psi _{PM}+\left( L_d-L_q \right) i_d \right) +j\omega _e\left( \psi _{PM}+\left( L_d-L_q \right) i_d \right) \\ \vec{u}_s=R_s\vec{i}_s+sL_q\vec{i}_s+j\omega _eL_q\vec{i}_s+\left( s+j\omega _e \right) \psi _{d}^{a} us=Rsis+pψs+jωeψs,ψs=ψd+jψq{ψd=ψPM+Ldidψq=Lqiq带入电压方程可得:{ud=Rsid+sLdid+sψPM−ωeLqiq+(sLqid−sLqid)uq=Rsiq+sLqiq+ωe(Ldid+ψPM)+(ωeLqid−ωeLqid)合并为矢量形式:(ψda=ψPM+(Ld−Lq)id)us=ud+juqus=Rsis+sLqis+jωeLqis+s(ψPM+(Ld−Lq)id)+jωe(ψPM+(Ld−Lq)id)us=Rsis+sLqis+jωeLqis+(s+jωe)ψda - 有效磁链控制框图:
核心点在于有效磁链幅值计算,角度估计。需要获取Lq饱和曲线。 - 为实现有效解耦,在基速以下保证有效磁链幅值不变。
- 无论是什么电机,要获得良好的svc性能,低速的非线性补偿必不可少。
查漏补缺:
举一反三: - 适用于所有的电机,针对同步机有很好的应用价值;
- 高饱和度PMSM控制策略思路:磁极位置辨识、极低速和0速IF模式、非线性补偿、双dq轴转换(海军工程论文)、有效磁链定向、双积分器定向或定子磁链定向+PLL、Lq轴电感辨识、环路参数设计。
- 因此还有很多工作可以做。
阅读效率:
阅读时间:2.5小时;收获程度大。
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