双馈电动矢量控制系统的数字式转子位置检测器的研制0

11矢量控制系统的基本原理交交变频是用晶闸管等半导体开关将一种频率的交流电直接变换成另外一种频率的交流电。交交变频器采用电源电压和负载侧电压使晶闸管换流.究其特点：一是由于能量可直接转换，所以损耗小、效率高；二是电功率可以双向流动，适用于快速可逆上式中，代表了转子位置信号为互成直角、相互独立的转子控制电压。为零轴分量，为变频器输出电压，其表达式为：四象限运行；三是功率开关元件可使用普通晶闸管。在由交交变频器供电的自控式双馈电动机矢量控制系统中，交交变频器的输出电压馈送人三相转子回路．其输出频率等于系统的差频频率。根据矢量变换的原理，将交交变频器的输出电压从转子座标ST三相旋转轴系变换到同步座标Y二相静止轴系的变换式如下：式中：——转子位置初相角；——系统控制角。经式(1)座标变换后：2在矢量控制系统中采用直流机的从属串联校正原理构成转速和电流的双环系统，通过对有功通道和无功通道的解耦和独立控制，可以实现对电磁转矩和定子侧无功功率的矢量控制。根据以上分析可知，自控式双馈电动机控制系统最关键的环节是转子位置检测，其检测信号的准确性直接影响着控制系统的静态精度和动态稳定性。国内外许多学者用不同的方法研制出各种类型的转子位置检测器。这些位置检测器各有优缺点，在实际应用中受到不同程度的限制。鉴于此，本文在吸收消化了各种转子位置检测器优点的基础上，研制了一种新型数字式转子位置检测器。2几种转子位置检测器简介目前，转子位置信号的检测方法有如下几种：霍尔元件式位置检测器；调制解调式位置检测器；同步电动式位置检测器；采用可逆计数器的位置检测器；采用数／模转换的位置检测器。以下简要介绍日本富士公司和三菱公司的位置检测器的基本原理。(1)霍尔元件式转子位置检测器。由日本富士公司研制的霍尔元件式转子位置检测器如图l所示图1霍尔元件式转子位置检测器原理框图图1中，和是定子旋转磁场捅位的余弦和正弦，和是转子空间位置的余弦和正弦，它由装在电机轴上的霍尔元件检测得到。图中的两个乘法器和一个加法器完成下列运算：3同理，由另两个乘法器和一个减法器完成如下运算：此法需安装霍尔元件，由于需要较多的模拟乘法器，精度不高，信号漂移严重。(2)调制解调式转子位置检测器。图2是由日本三菱公司提出的调制解调式转子位置检测器。图2讽茜咀勰调式转子位置检穗-器原理框图.图2中，检测电机D是与主电机同极数的绕线式电动机。在D的定子绕组中输入高频调制信号,解调后得到频率和初相角的转子感应电势信号，其幅值不随转速的变化而变化。此法需要新增一台绕线式电动机，体积较大，而且为了得到互差。的转子位置信号，还需要增加移相器。