三科重载变频器的高性能的交流调速控制系统,速度闭环是必不可少的,而转速闭环需要实时的电机转速,目前速度反馈量的检测多是采用光电脉冲编码器、旋转变压器或测速发电机。但速度传感器价格比较昂贵,明显增加了系统的硬件成本同时由于设备对环境的适应力弱,不利于高温和振动的情况下使用的信号传输距离受到限制,不能在长距离的线路上可靠地工作。
因此,无速度传感器交流调速系统的研究对于提高系统的可靠性、环境的适应性以及进一步扩大交流调速系统的应用范围具有重要意义,近年来已成为国内外学术界和工程界的研究热点。
无速度传感器控制的最终目标是同时对电机转速、转子磁链以及电机参数进行精确的估计。对电机转速和磁链的估算方法有好多种,
(1)基于理想模型的观测和估计方法有:
(2)开环磁链估算和带补偿的磁链估算;
(3)模型参考自适应法(MRAS);
(4)闭环观测器法。
基于非理想特性的方法有:
(1)利用齿谐波信号的转速辨识方法;
(2)旋转高频注入转子凸极检测法;
(3)漏感脉动检测法;
(4)dq阻抗差异定向法;
(5)饱和凸极检测方法。
而对电机参数的检测有离线式检测和在线式检测两种方法。
无速度传感矢量控制技术在实现中有几个
特别值得关注的方面,它们对系统控制性能和控制精度有着十分重要的影响。这几个方面是:
(1) 电流及电压信号的检测和信号处理技术
其中信号的处理技术主要是对检测到的电流电压信号如何进行有效精确的滤波,既能重现有效信号同时不产生幅值衰减和相位滞后。比较实用的方法有简化的扩展卡尔曼滤波器,形态滤波器等。
(2) 定子电阻的在线调整问题
定子电阻阻值在电机运行时随着温度升高有很大的变化,最大变化可以达到额定值的150%,如何在运行中在线检测定子电阻,同时调整相应的控制量,对系统性能的影响是很重要的。
(3) 死区效应的补偿技术
(4) 建立精确的动态电机模型问题
在线或者离线测得的电机参数只是在某一时刻得到的,如果参数在运行中发生变化,电机的模型也应该相应的改变,以达到最佳的控制效果。目前实用研究中使用的较多的是模型参考自适应的方法。
(5) 逆变器模型的重构问题
这个技术主要是针对在极限情况下0Hz运行时提出的。这种情况下功率器件的饱和压降和集电极电流的时间关系都要加以考虑。
上述重载变频器技术资料由杭州三科变频器技术部门工程师整理编辑。