ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ БЕЗДАТЧИКОВОГО ВЕКТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ АДАПТИВНОГО НАБЛЮДАТЕЛЯ С ИДЕНТИФИКАЦИЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
Authors: ДАРЬЕНКОВ А Б. , ТИТОВ В Г. , ХРАМОВ А Е. 
Published: December 2024

Адаптивный наблюдатель с идентификатором параметров находит применение в системах управления электродвигателями, а также во встроенной аварийной защите модулей IGBT, широко используемых в инверторах напряжения в составе систем накопления энергии, устройств заряда/разряда аккумуляторных батарей электромобилей и т.д. В статье исследуется разработанный авторами адаптивный наблюдатель, работоспособность которого проверяется на базе бездатчиковой системы векторного управления асинхронного двигателя. Применение данной системы позволяет определять частоту вращения вала двигателя с учётом изменения активного сопротивления статорной обмотки без использования датчика частоты вращения с погрешностью оценки менее 1 %. Представлена функциональная схема, раскрывающая общую структуру разработанного наблюдателя состояния электродвигателя, а также показаны результаты его имитационных исследований, где объектом управления был выбран асинхронный двигатель. Последние были проведены с помощью разработанной Simulink-модели с векторной системой управления асинхронным двигателем без датчика частоты вращения с наблюдателем состояния и идентификатором параметров машины. Результаты проведённых исследований показали высокую точность оценки частоты вращения вала двигателя (в переходных режимах погрешность не превышает 3,71 %, а в установившемся - менее 0,35 %) при условии варьирования активного сопротивления статора. Указанные погрешности допустимы при технической реализации системы идентификации параметров асинхронного двигателя или модулей IGBT.

An adaptive observer with a parameter identifier is used in electric motor control systems, as well as in integrated emergency protection for IGBT modules, that are widely used in voltage inverters as a part of energy storage systems, electric vehicle battery charging/discharging devices and etc. The article investigates the adaptive observer developed by the authors, whose performance is verified on the basis of a sensorless vector control system of an induction motor. The utilize of this system makes it possible to determine the rotational speed of the motor shaft, taking into account changes in the active resistance of the stator winding without using a rotational speed sensor with an estimation error of less than 1 %. A functional diagram is presented that reveals the general structure of the developed state observer for the electric motor, as well as the results of its simulation studies. The latter were carried out using the designed Simulink model with a vector control system for an induction motor without a speed sensor with a state observer and a machine parameter identifier. The results of the conducted studies have shown high accuracy in estimating the engine shaft rotation frequency (in transient modes, the error does not exceed 3,71 %, and in steady-state mode - less than 0,35 %), provided that the active resistance of the stator varies. These errors are acceptable in the technical implementation of the asynchronous motor parameter identification system or IGBT modules.