基于无速度传感器控制的异步电机并联驱动系统在不平衡负载下的调速特性

【摘要】本文针对感应电机并联运行时的调速特性展开研究，介绍一种由单变频器驱动多电动机的调速系统，提出了新型的电机转速、磁等电机参数的观测器，仿真结果表明，两台感应电机可以在不平衡负载下并联运行，验证了观测器的正确性和可靠性。

【关键词】异步电机驱动；矢量控制；并联

1.介绍

一般而言单一异步电机是由单个逆变器进行矢量控制。然而，像电气化铁路和钢材加工等工业应用场合，由于需要成本低、结构简洁、重量轻盈，一个逆变器可能驱动多个并行连接的感性电机。铁路牵引是一个重要的实际应用场合，它需要两个到四个感性电机并联运行，而且电机各自负载的不同导致驱动系统的不稳定[1]。许多电机驱动系统已经被提出去解决这个问题，本文采用电机参数的平均值和差异来更加准确的表述系统情况，并且为了实现无传感器控制，用磁通和速度观测器估计感性电机转子的磁通与速度。文中正是研究采用此方法由单台逆变器驱动两台电机的准确性和有效性[2]。

2.双感性电机的矢量控制

3.系统结构

通过转子磁通观测器得到的相应电机的定子电流及电压来计算当前每个电机的速度和转子磁通[3].平均参考转矩见式（11）。用于决定平均转子参考磁通的参考电流依据式（14）由平均参考转矩计算得到。平均转子磁通的参考电流依据式（8）由平均参考磁通计算得到。感性电机依据这些参数进行控制，整个矢量控制系统通过反馈相应电机定子电流实现转子磁链和速度的观测，并以此为反馈，实现转矩内环调节和转速外环调节[4]。

4.实验结构

5.结论

本文讨论了不平衡负载下，异步电机并联运行时的调速特性。提出了新型的电机转速、磁等电机参数的观测器，仿真结果表明，两台感应电机可以在不平衡负载下并联运行，验证了观测器的正确性和可靠性。

后续研究中，将在异步机T型等效电路的基础上，着重优化电机带不同的负载时的动态过程。

参考文献

[1]B.K.Bose，Modern Power Electronics and AC Drives.Upper Saddle River，NJ：Prentice-Hall，2001：348-350.

[2]T.Inoue，K，Matsuse.Dynamic Performance of Sensorless Vector Controlled Multiple Induction Motor Drive Connected in Parallel Fed by Single Inverter[J].IAS 2011.

[3]P.M.Kelecy and R.D.Lorenz.Control methodology for single inverter，parallel connected dual induction motor drives for electric vehicles[J].in Proc.IEEE PESC’94，1994：987-991.

[4]J.Okabe，A.Kumamoto，and Y.Hirane.Independent closed-loop control of two induction motors paralleled to a single inverter and its application to an automatically guided carrier vehicle[J].in Proc.IEEE IECON’84，1984：180-185.

[5]Y.Matsumoto，C.Osawa，T.Mizukami，and S.Ozaki.A statorflux-based vector control method for parallel-connected multiple induction motors fed by a single inverter[J].in Conf.Rec.IEEE。APEC’98，1998：575-580.

作者简介：严树勋（1984—），男，江台人，硕士研究生，研究方向：变频器及软起动器研发。