4、无传感器控制技术进展

无传感器控制技术进展

1. 无速度观测器的控制方法

无速度观测器的无传感器直接电压控制（DVC）方法被开发用于独立运行的无刷双馈感应发电机（BDFIG）。该方法利用了dq坐标系锁相环（PLL）的原理，通过调整控制绕组（CW）电流频率来跟踪功率绕组（PW）电压相位，从而实现无传感器控制，无需估计转子速度或位置。

在该控制方法中，旋转dq参考坐标系的d轴与参考PW电压向量对齐。q轴PW电压可表示为：
[u_{1q} = U_1 \sin(\theta_1 - \theta_1^ ) ]
其中，(U_1)和(U_1^ )分别是实际和参考PW电压向量的幅值，(\theta_1)和(\theta_1^*)分别是实际和参考PW电压向量的相角。

在平衡点附近，上式可简化为：
[u_{1q} \approx U_1(\theta_1 - \theta_1^*) = -U_1\Delta\theta_1 ]
其中，(\Delta\theta_1)是参考相角与实际PW电压相角的差值。

若(u_{1q})等于零，则实际和参考PW电压向量具有相同的相角。由于BDFIG的CW电流频率可调节PW电压频率，进而调整PW电压相位，因此可采用PI控制器控制(u_{1q})，PI控制器的输出即为CW电流频率的参考值。调节PW电压相位的线性化控制回路类似于dq坐标系PLL。

这种无传感器DVC方法的优点是实现过程简单，且无需电机参数。然而，实验结果表明，在转子速度快速变化时，PW电压相位存在稳态误差。该方法已成功应用于独立BDFIG在不平衡负载下的PW电压无传感器相位控制。

2. 有速度观测器的