异步电机IM-改进的电压模型磁链观测器学习

zy_wawj

导读：本期文章主要介绍异步电机的改进型电压模型磁链观测器。传统纯积分形式的积分器在低速区域存在初始值问题和直流偏置问题，所以在实际应用中必须对电压模型进行改进。本期文章中的对电压模型改进是借鉴一篇IEEE中的方法。


一、电压模型磁链观测器介绍

1.1  公式实现（静止坐标系）



从上式可以看出，纯积分形式的电压模型具备以下几个特点：
（1）该模型与转子电阻无关，且不需要电机转速 信息，适合用于无速度传感器矢量控制；

（2）包含一纯积分项，被积项的初始相位与直流偏置都会影响积分结果；
（3）低速时观测器性能较差。因为低速时给定的定子电压幅值小，电机端电压难以精确获得，定子电阻的阻值在运行过程中又会发生变化，使得被积项产生明显的相对误差。

图1-1 纯积分形式电压模型观测情况（±150r/min）从图（1-1）可以发现，利用存积分形式的电压模型在低速时的观测值发散不收敛，造成系统失去稳定。二、改进的电压模型磁链观测器介绍


图2-1 改进的电压模型磁链观测器控制框图

改进的方法思路：用低通滤波环节替换纯积分环节，然后进行坐标变换，对估计磁链的幅值进行限幅再经过LPF滤波后坐标变换与首次的滤波值相加。

在高速区域，补偿环节的补偿量接近0；在低速区域，因为反馈补偿，可以改善直流偏置的问题。

三、仿真波形分析（改进型电压模型磁链观测器）

图3-1 基于电压型磁链观测器的异步电机矢量控制框图

图3-2 改进型电压模型观测情况（±150r/min）

图3-3 改进型电压模型观测情况（±750r/min）


图3-4 改进型电压模型观测情况（±1500r/min）从图（3-2）可以看出，改进型的电压模型的观测幅值很好地跟踪上参考值，但还是存在相位误差。相比较纯积分型，改进的电压模型在低速时首先能保证控制系统的稳定且观测值能跟踪上参考值，说明该改进方法的可行性和有效性。
四、总结
改进方法只是对观测幅值进行处理补偿，并未涉及对相位误差进行处理。后期文章会介绍其它改进方法，包括对观测幅值和相位误差的补偿处理。

shuizhonghua

表现不理想。
异步电机磁链观测是矢量控制的重要基础之一，也是驱动系统中确保高精度、高效率和可靠运行的关键。针对传统电压模型在低速区域存在的初始值和直流偏置问题，本期文章重点介绍一种改进的电压模型磁链观测器。该模型借鉴了IEEE中的方法，在静止坐标系下实现。该模型不仅与转子电阻无关，且无需电机转速信息，非常适合无速度传感器矢量控制。然而，由于包含纯积分项，其在低速时的表现并不理想。改进后的模型通过优化积分环节，提高了观测器的准确性和稳定性，特别是在低速区域。这将有助于提升异步电机驱动系统的性能，实现更广泛的应用。

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xiaocheng

对于您所提到的异步电机改进型电压模型磁链观测器，我有以下专业回复：

本期文章将重点解读改进型电压模型磁链观测器的工作原理及其在异步电机中的应用。传统纯积分形式的电压模型在低速区域存在初始值和直流偏置问题，这些问题可能导致观测器性能下降。因此，对电压模型的改进是必要的。改进型电压模型借鉴了IEEE中的方法，能有效解决上述问题，提高观测器在低速区域的性能。该模型具有与转子电阻无关、无需电机转速信息等优点，非常适合用于无速度传感器矢量控制。针对低速时观测器性能的问题，改进型电压模型通过优化算法和参数调整，提高了观测器的准确性和稳定性。

接下来我们将详细介绍改进型电压模型磁链观测器的公式实现、特点及其在异步电机中的应用案例。希望这些内容能帮助您更好地理解和应用该观测器。

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