负载变化下无传感器感应电机主动零频穿越及脉动抑制策略

作     者：杨凯 李孺涵 罗成 黄煜昊 罗伊逍 Yang Kai;Li Ruhan;Luo Cheng;Huang Yuhao;Luo Yixiao

作者机构：华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2023年第38卷第18期

页      面：4910-4920页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(52237002,52207055) 中国博士后科学基金(2022M721232) 湖北省重点研发计划(2022BAA097,2022BAA100)资助项目 

主　　题：感应电机 无速度传感器控制 零频穿越 脉动抑制 

摘      要：无速度传感器感应电机系统在低速、变负载工况运行时,转速可观测性较差。为此,提出一种负载变化下无传感器感应电机主动零频穿越及脉动抑制策略。首先,基于误差系数矩阵行列式分析,阐述了低速发电不稳定的原因,揭示了负载变化对感应电机低速运行稳定性的影响,指出负载变化下恒励磁电流策略存在转速不可观测、系统稳定性差等问题。进而,以提高负载变化下系统的转速可观测性为目标,引入主动零频穿越策略,并基于定子电流限制推导出励磁电流自适应变化区间与其修正步长。为提升系统稳态带载能力,分析了同步转速限制值对电机转矩输出能力的影响,并给出同步转速限制值取值范围。此外,为抑制主动零频穿越过程中的转速/磁链/电流脉动,保证电磁转矩和负载实时匹配,提出转矩电流相位补偿方法。最后,在2.2 kW的感应电机实验平台上验证了所提方法的有效性。