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节能型循环泵控制器

节能型循环泵控制器

点击数:7473 次   录入时间:03-04 11:59:12   整理:http://www.55dianzi.com   电动机-发电机

    2) PI 控制器的比例增益Ki 主要用于调节系统响应的稳态精度。 Ki太小会降低系统的稳态精度; Ki太大会导致系统的稳态震荡。

    3) PI 控制器的限制积分饱和增益Kc 起到降低积分饱和对系统影响的作用。当系统的积分项发生饱和时,继续增加积分项将不会影响输出,此时输出无法起到对系统的调节作用。 Kc用于限制积分饱和现象的发生,使得系统输出从饱和状态脱离出来。

    2.3 空间矢量调制(SVM)

    电机控制中常用的两电平三相逆变器的拓扑结构如图 2-4 所示。三对开关 Tl

    -T2、T3-T4 和 T5-T6 可构成 8 种导通状态,在表 2-1 中分别用序号k = 0,1,2,…,7 来表示。为避免短接,逆变器每条臂上的两个开关不能同时导通,将上边开关导通而下边开关断开的状态定义为 1,否则为0。

     

    表2-1 元件逆变器开关 的8种标通状标

     

    三对开关管对应的 8 种状态所对应的电压矢量如图 2-5 所示。

     

    对于任意电压矢量Us 可由临近的两个电压矢量线性时间组合来合成,图 2-6 所示的是在第一扇区的情况,

    作用的时间为

    。由矢量合成的平行四边形法则,可得:

     

    由三角形的边角关系可得

     

    从而可以得到:

     

    零电压矢量作用的时间为:

     

    为使电压波形对称,将各电压矢量作用时间一分为二,并使三相桥臂每个开关管各开关一次,得到上桥臂开关信号如图 2-7。则 和 作用的时间为 。同理,可以得到其它扇区相应电压矢量的作用时间和开关信号。

     

    3、基于滑模观测器的无位置传感器 PMSM 控制系统

    3.1 电机数学模型

    矢量控制方法的实现需要当前转子位置信息,为了准确的施加计算产生的电压矢量,需要当前转子位置完成坐标变换。在没有速度/位置传感器的电机控制系统中,位置信号没有办法直接检测得到,因此需要设计相应的位置和速度估计模块。

    PMSM 在αβ 定子静止坐标系的数学方程为:

     

    式中,



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    为α、β坐标系中α 轴和β 轴电流;

    为α、β坐标系中α 轴和β 轴电压;Ls 为相电感;Rs 为相电阻; Ke为反电动势系数;We 为转子电角速度;θ 为转子位置;eα、eβ为α、β坐标系中α 轴和β 轴反电动势。

     

    由式 3-1 可以看出,反电动势的相位中包含有转子位置信息,可以通过对反电动势进行观测,从而估计出转子位置。

    3.2 滑模观测器算法分析

    滑模观测器即是基于上述αβ 定子静止坐标系的数学方程实现的,整个滑模观测器位置估计方法的框图如图 3-1 下:

     

    由图 3-1 所示,滑模观测器算法的输入量为:

     

    ——α 、β 轴电压;

     

    ——α 、β 轴电流;

    Rs——定子电阻

    Ls——相电感

    Ts——控制周期

    算法输出量为:

     

    ——转子位置估计值

     

    ——转子转速估计值

    滑模观测器的本质是通过结构变换开关,以很高的频率在滑模面上来回切换,是状态点以很小的幅度在相平面上运动,最终运动到稳定点,从而使得估计值逼近真实值。传统的常值切换滑模控制应用于反电动势观测器时,由于开关时间和空间上的滞后,使得滑模观测器呈现固有的抖动现象。因此使用饱和函数代替开关函数作为切换函数,通过选择合理的边界层厚度削弱抖动。

    基于饱和函数的离散滑模观测器为:

     

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