电动汽车异步电机矢量控制驱动系统若干问题的研究(3)

第二章异步电机的转子磁链观测及解耦控制

２．１．１基于补偿积分的转子磁链观测

组合模型中采用滤波器进行切换后，中高速时电压模型起主导作用，由高通滤波器将电流模型的观测值滤掉；低速时电流模型起主导作用，由低通滤波器将电压模型的观测值滤掉。为实现二者的平滑过渡，可令两个滤波器的转折频率相等，筇两相静止坐标系下的描述【５１如式（２－１）和式（２—２）。

‰＝斋‰一一高‰一。，ｉ；ｉ∥ｍ—ｖｏｌ＋而矿ｍ—ｃｕｒ

∥咿＝而Ｔｓ∥巾一。。＋而１∥咿＝而∥巾一Ｖ“＋而ｙ喟州∥ｒａ２（２＿１）。ｚ。１’

ｙ喟。（２－２）

其中，矿。和Ｐ啊分别为转子磁链两相分量，ｙ。。。和ｙ。。．分别为电压模型的转子磁链分量，少…。，和∥。。分别为电流模型的转子磁链分量，Ｔ为滤波器时间常数。

为避免电压模型中积分环节的影响，对上式作进一步处理：

∥ｙⅢ（２．３）

（２．４）

（２－ｓ）妒Ｔ～㈨Ｔ～洲％一矿扑。瑚。也纠ｄ

％“＝扑，地也≯ｄ］

子电感，Ｌ¨，为电机自感，Ｌ。～。～一ｙ咿弦６，其中，ｕ。。和ｔｔ妒为定子电压分量，ｉ。。和ｉ妒为定子电流分量，Ｌ，为转ｓ为定子电感，盯＝ｌ一亡｝为漏抗系数。由于上式是用低通滤波器代替纯积分的处理，因此电流模型中的磁链分量起到了补偿作用。有参考值补偿，测量值补偿等形式，这里采用给定值进行补偿。

第二章异步电机的转子磁链观测及解耦控制

采用同步坐标系下电流模型的转子磁链作为参考值，可得到下式：

妒．莹ｙ。ⅢⅫ（２．７）

（２．８）ｙＴ一～Ｔ一～＿覃击击矿。咿ｗ

其中，ｙ二一。＝∥ｃ。ｓ口＋，ｙ≥一。。＝∥：ｓｉｎ口＋，口’＝他＋ｃｏ：）ｄｔ，矿为电流模型中转子磁链位置角度，∞：为滑差，ｃｏ为转子电角速度。不考虑暂态过程，转子磁链妒：及滑差可分别由下式表述。

定向准确时有∥：＝少：，∥：＝０。

ｙ：＝ｙ：＝Ｌ。ｉ＝ｄ（２—９）

（２．１０）∞：：量乓ｌ，妒ｍ

实现框图如下：

图２－２参考值补偿的组合模型法

组合模型中低通滤波器的截止频率为１０％ｆ．（ｆｎ＝１２０Ｈｚ）。

图２．３给出了该方法的矢量关系的解释。

第二章异步电机的转子磁链观测及解耦控制

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淹‘￡：叫≥夕’弋！：，／／

图２－３组合模型的矢量图

．１∞．

∥ｒ２而。ｒ＋而¨

：—！一ｗ，＋—！Ｌ咿：２而ｙｒ＋而咿ｒ（２．１１）“。’

＝７／，＋旦◇卜¨）Ｓ＋∞

当转子磁链参考值与实际值相等时，利用式（２．１１）即可以得到准确的转子磁链观测值。

反电势计算中所用的相电压取自电压指令，为提高准确度，进行了死区补偿处理。一般认为观测器相位的滞后时间为曲。Ｔｓ（Ｔｓ为采样时间），这仅是采样处理所引起的滞后。实验中发现不仅采用电压指令和ＩＵ流采样会使得转子磁链观测值相位存在滞后，必须进行相位补偿。而且逆变器及驱动电路的非线性特性和电机参数不准确也会导致转子反电势存在计算偏差。实际上采用的相位补偿形式是Ｋ。０９。Ｔｓ，Ｋ。＞１，人小是根据实验效果确定的。

为提高电流检测精度，应避免在功率器件开关动作的时候进行电流采样，ｌｌ：ＬＨｅｆｌ＇，Ｊ开关动作会对控制电路产生干扰。ＳＶＰＷＭ控制是对称的欠最分配形式，因此在开关周期的中间时刻一定是零矢量，此刻进行采样可以避免开关动作。利用ＤＳＰ的周期中断容易做到这一点。一Ｉ＾一