基于参数辨识的异步电机宽调速范围方法研究

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  随着交流电机控制系统的发展和同步电机永磁体材料的日益减少,如何提高异步电机控制系统的性能成为广大学者关心的问题,且异步电动机具有良好的机械和电气特性,尤其是造价便宜,对环境的适应性强,让其拥有广泛的应用范围。但异步电机控制系统较同步电机控制系统控制精度和调速范围仍然有一定的差距,本文就异步电机控制系统的宽调速范围进行了研究。   本文首先建立了异步电机矢量控制系统,描述矢量控制的原理,用仿真和实验证明了所建系统的正确性。矢量控制对于电机参数的依赖性,使得异步电机参数辨识显得尤为重要,本文就基于智能算法的参数辨识进行了研究,针对传统的智能算法存在的缺陷,对异步电机数学模型进行了简化,得到不同于传统智能算法的适应度函数,省去了繁琐的磁链观测步骤,同时减少了因磁链观测所需电机参数带来的扰动,再将新得到的适应度函数用于遗传算法和粒子群算法的参数辨识。传统的粒子群算法并不能准确辨识出异步电机四个参数,故对粒子群算法进行了改进,让惯性因子线性递减,在保证全局收敛的同时提高局部收敛能力。在不同工况下辨识的仿真和实验结果表明,新的适应度函数使遗传算法提高了辨识精度,改进的粒子群算法也能得到精确的辨识结果,并对遗传算法和粒子群算法的优缺点进行了对比,粒子群算法更适合工程应用。   在准确参数的基础上,研究了电机控制系统的宽调速范围,在电压电流约束条件下,调速范围分为低速区和高速区,低速增磁,增磁在仿真中要建立异步电机饱和模型,仿真和实验都表明增磁能使异步电机提供更大的负载转矩,但不能一味增磁,不同的转速不同的负载不同的电机所需增加的磁通都不一样。高速弱磁,分别对传统的弱磁控制方法和改进的弱磁控制方法分别进行了分析对比,改进的弱磁控制方法更加合理的分配了励磁电流和转矩电流,使转速提高的同时电机提供的转矩最大,实验和仿真表明改进的弱磁控制方法在转速相同时能带动更大的负载转矩。
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