直線感應電機無速度方案綜述
0背景直線非同步電動機牽引系統是一種輪軌支撐及導向、非黏著直接驅動的新型交通方式,在低速磁懸浮列車、城內地鐵與輕軌重得到廣泛應用。與旋轉電機牽引機車相比,具有系統整體能耗低、造價低、爬坡能力強、轉彎曲徑小、振動雜訊低等優點,特別適合人口密集大城市交通。日本和加拿大在lim驅動系統進行大量研究並各自開發出產品。
目前中低速磁懸浮的驅動系統普遍採用單邊短初級長次級直線感應電機,電機在執行時,初、次級保持一定的機械間隙,其速度檢測也不同於旋轉式電機,現有的速度檢測方法有雷達定位、計量軌枕和交叉感應迴線等,這些方法都必須鋪設專門的檢測和支撐裝置,測速成本高、維護麻煩,因裝置故障或外部干擾導致電機控制失敗時有發生。因此研究單邊直線感應電機的無速度感測器控制很有價值。
1直線感應電機無速度感測器方案
現有的諸多無速度感測器辨識技術都只針對定轉子對稱的旋轉電機。單邊直線感應電機速度辨識的最大問題是,在動態縱向邊端效應影響下等效電路不對稱,次級入端和出端行波磁場渦流導致互感引數隨著電機速度公升高而非線性衰減,輸出電磁推力特性變軟,速度波動較大。目前針對單邊直線感應電機的研究主要集中在等效電路引數、邊端效應補償及推力法向力特性等方面,對無速度感測器控制研究很少,主要有以下幾種方案:
1, mahmouda 通過mras估計動子轉速,利用最小電壓損失開關切換技術降低了電壓損耗和諧波含量,最後通過**驗證了該方案的可行性;
2, xuqiwei使用改進積分平面的滑膜觀測器無速度感測器技術,降低了穩態誤差,有效抑制積分飽和。最後建立了**模型,驗證了該策略的有效性;
3, pliu 提出將直線感應電機的非線性數學模型用模糊模型描述,根據虛擬的次級磁鏈狀態構建模糊控制器來估算電機的速度,完整的演算法涉及較多相關引數。
4, chin-ihuang提出了直線感應電機的非線性自適應控制器來估計轉速。該方案只需檢測初級電流,同時考慮到直線感應電機獨特的邊端效應,最後利用李雅普諾夫原理驗證了控制器的穩定性。
5, 鄧江明提出了使用次級磁鏈作為狀態變數,推導出包含入端行波影響的直線感應電機全過程速度辨識函式,採用反饋廣義積分器控制穩態速度脈振,**和實驗驗證了演算法的有效性。
2展望lim因縱向磁路開斷、初次級間隙較大,其特性分析比rim更複雜,而無速度感測器方案依賴準確的電機模型分析,目前常用的方案也是考慮眾多非線性因素的基礎上,搭建出盡可能接近實物的數學模型,並依此為基礎進行控制器的設計。
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