图4.12 采用电压型电流跟踪逆变器的带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统系统检测出异步电动机转速ω和三相电流后，由电流变换和磁链观测模块计算图4.12所示系统的定子电流的转矩分量ist、转子磁链Ψr和定向角φ，并按式计算电动机的转矩反馈信号Te。图4.13 采用SPWM逆变器的带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统......
2025-09-29
无转速传感器的矢量控制系统4.5.6的优化方案
【摘要】：在矢量控制系统中磁链是通过模型观测的，实际上电动机转速也可以通过模型来观测，以转速观测模型代替转速传感器，可以减少硬件开支，减少安装和维护的麻烦。由异步电动机在二相静止坐标系上电压方程[见式]，在方程的第3、4行中包含了转速ω项，因此从第3行可得上式中与ω有关的都是转子参数，不易观测，需要变换为定子参数。以转速观测代替测速发电机和光电编码器即可组成无转速传感器的矢量控制系统。
在矢量控制系统中磁链是通过模型观测的，实际上电动机转速也可以通过模型来观测，以转速观测模型代替转速传感器，可以减少硬件开支，减少安装和维护的麻烦。异步电动机转速观测有从电压方程导出转速表达式的方法，以及模型参考自适应（Model Reference Adaptive System，MRAS）、扩展卡尔曼滤波（Extended Kalman Filters，EKF）等多种方法，这里仅介绍从电压方程导出观测异步电动机转速的方法。
由异步电动机在二相静止坐标系上电压方程[见式（4.52）]，在方程的第3、4行中包含了转速ω项，因此从第3行可得
上式中与ω有关的都是转子参数，不易观测，需要变换为定子参数。
在二相静止坐标系上，异步电动机的磁链为
Ψsα=Lsisα+Lmirα
Ψsβ=Lsisβ+Lmirβ（4.71）
Ψrα=Lrirα+Lmisα
Ψrβ=Lrirβ+Lmisβ因此(https://www.chuimin.cn)
且由式（4.71）可得
令σ=1-L2m/LsLr，Tr=Lr/Rr，将式（4.74）、式（4.75）代入式（4.72），有
β-σLsisβ
对于笼型异步电动机，由于转子是短路的，有urα=0，urβ=0，因此
式中
按式（4.77）估算异步电动机转速，只需要检测定子侧电压和电流usα、usβ、isα、isβ。以转速观测代替测速发电机和光电编码器即可组成无转速传感器的矢量控制系统。
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