具定子電阻估測器之無速度感測器感應馬達直接轉矩控制系統設計

A Stator Resistance Estimator for Speed Sensorless Direct Torque Control Induction Motor Drives

李柏宜(Po-Yi Lee)

指導教授 ： 蘇仲清

健行科技大學/電資學院/電子工程系碩士班/碩士(2015年)

https://doi.org/10.6824/UCH.2015.00055

摘要

本文利用參考模型適應系統理論設計定子電阻估測器，經由即時調適定子電阻值以便精確的估測出定子磁通量，進而實現準確的感應馬達直接轉矩控制法則。此外，該參考模型適應系統架構，亦同時能進行轉子轉速估測，以便達成感應馬達無速度感測器之驅動控制。定子電阻與轉子轉速的估測演算法則均以Popov超穩定度定理予以證明其穩定度。
為驗證本文所提方法的效能，本文分別以Matlab/Simulink模擬軟體以及PC-based馬達即時發展系統進行模擬與實測。由結果顯示，由於定子電阻有良好的估測能力，所以馬達亦能獲得良好的轉速響應，進而實現準確的感應馬達直接轉矩控制技術。

關鍵字

定子電阻估測 ； 直接轉矩控制 ； 參考模型適應系統 ； 滑動模式控制

並列摘要

This paper proposes a stator resistance estimator based on model reference adaptive system (MRAS) theory. With the stator resistance online identification scheme, the exact stator flux estimation is then obtained to achieve accurate direct torque control (DTC) of induction motor. Beside, the estimation of the rotor speed at the same time is completed with the MRAS for the speed control of DTC-based sensorless induction motor drives. The parallel stator resistance and rotor speed identification algorithm is developed in a systematic manner, and the proof of stability is using Popov`s hyperstability theory.
To verify the effectiveness of the proposed method, the Matlab/Simulink software and the PC-based real time motor development system are used, respectively, to carry out computer simulation and experimental verification. Due to the good estimation of stator resistance, both simulation and experimental results show that good speed performance is obtained by the proposed method.

並列關鍵字

stator resistance estimation ； direct torque control ； model reference adaptive system ； sliding mode control

參考文獻

[1] 李淵全，「電機機械」，二版，全威書局，台北，民國九十四年。

[2] 林正浩，「三相感應電動機之DSP直接轉矩控制系統研製」，碩士論文，國立臺灣大學電機工程學研究所，中華民國九十年。

[3] 張玉?，「感應馬達速度控制器與無速度量測器之研究」，碩士論文，龍華科技大學機械系，中華民國九十四年。

[4] 劉昌煥，「交流電機控制」，四版，東華書局，台北市，中華民國九十四年。

[5] 蕭進松、謝承達，「電機機械」，二版，全華書局，台北，民國八十八年。