电压控制型异步电动机无速度传感器的矢量控制方法曾岳南冯垛生章云（广东工业大学）陈伯时（上海大学）
摘要：本文以转子磁链q轴分量控制器的输出作为电机转速估计值，实现了一种无速度传感器的矢量控制，该控制方式具有解耦条件对转子电阻的变化保持不变的特点计算机仿真与系统实验结果验证了所述方法的可行性关键词：异步电动机；速度估计；矢量控制关键词一、前言异步电动机电压型矢量解耦控制实现了转子磁链与转矩电流的独立调节，被认为是最好的交流电机调速控制策略之一
［1］
然而该方法在实际应用中存在两点不足：
1、当转子电阻的设定值与实际值不一致时，解耦条件不再成立；2、系统中所采用的速度传感器是一般工业驱动系统普遍要求取消的矢量控制的解耦条件是转子磁链q轴分量Ψqr为零因此，本文设计了一个Ψqr控制器，并令其输出为电机转速估计值，实现了一种电压控制型无速度传感器的矢量控制由于Ψqr是根据与转子电阻无关的磁链观测器得到，因此解耦条件与转子电阻无关当转子电阻的设定值偏离实际值时，转差角频率计算产生误差，该误差将导致速度估计稳态误差，且两者相等由于这一误差较小，因此速度估计稳态精度受转子电阻变化的影响较小本文对所述方法进行了计算机仿真与系统实验研究，结果表明所述方法是可行的二、控制原理控制原理1、电压控制型异步电动机矢量控制基本方程电压控制型异步电动机矢量控制基本方程由文献［1］得知，笼型异步电动机在两相同步旋转坐标系dq上的转子电压方程
以及电压型矢量控制基本方程式
其中
f式中参数与变量说明见附录A上标的变量及参数为给定值当转子电阻的设定值与实际值不一致时，由式1及式3可知，解耦条件不成立2、电机旋转速度估计在无速度传感器情况下，电机旋转角速度ωr不能直接量测得到由于ωr未知，所以ωs不能确定现假定电机旋转角速度可以估计得到，并令其为，则有同步角频率计算式
将6式代入1式，得到
由7式以及3式知，如果附加一个使Ψqr为零的控制，则在稳态时，既实现了Ψqr为零的解耦控制目的，同时又有
因此，采用一个PI调节器对转子磁链q轴分量Ψqr进行为零的调节控制，并令该调节器的输出为即有电机转子旋转速度估计式

转子磁链q轴分量Ψqr可以根据磁链观测器电压模型法得到由上述分析知，速度估计与解耦控制是同时进行的当Ψqr为零的解耦条件达到时，电机旋转速度的估计值即为实际值又由于磁链观测器与转子电阻无关，因此，当r