感应异步电机的无传感器矢量控制是现代电机控制领域的一个重要研究方向，它可以实现更高效、更精准、更高速的电机控制。本文将介绍一种基于“电压模型+电流模型”的磁链观测器实现转子磁场定向控制的方法，该方法可实现电机在低速、中高速段的高精度的转速估算，并已成功移植到DSP芯片（TMSF）和STM32F中。下面将对该方法的原理、代码实现、仿真模型等方面进行详细的介绍。

一、原理

磁链观测器是一种通过测量电机的电压和电流，实时计算得出电机的磁链大小和方向的方法。基于磁链观测器实现的转子磁场定向控制，可以使电机在低速、中高速段都具有高精度的转速估算，从而实现更高效、更精准、更高速的控制。

具体来说，磁链观测器的计算模型基于“电压模型+电流模型”。电压模型是指通过测量电机的三相电压来计算得出电机的磁链大小和方向；电流模型是指通过测量电机的三相电流来计算得出电机的转子位置和速度。通过将电压模型和电流模型结合起来，就可以实现对电机的磁链、转子位置和转速的实时监测和控制。

二、代码实现

该方法的代码已经成功移植到DSP芯片（TMSF）和STM32F中，并对一台额定功率为33kW的异步电机进行了无传感器矢量控制。代码实现的主要步骤如下：

电压模型计算：通过测量电机的三相电压，计算得出电机的磁链大小和方向。

电流模型计算：通过测量电机的三相电流，计算得出电机的转子位置和速度。

磁链观测器计算：将电压模型和电流模型结合起来，实时计算得出电机的磁链大小和方向。

矢量调制：通过SVPWM空间电压矢量调制，控制定子电流波形的畸变率，并实现电机的转速控制。

控制精度和响应速度的优化：通过对控制算法的不断优化，实现电机带满载零速启动，抗负载扰动性强，响应速度快，控制精度高等特点。

三、仿真模型

采用S-Function的方式，把C代码直接在simulink下进行仿真，可以实现所见即所得的效果。仿真模型可以将控制算法和电机模型相结合，实现对控制算法的模拟和验证。

下图为33kW异步电机的无传感器矢量控制波形及试验台架数据。

（图片）

四、总结

本文介绍了一种基于“电压模型+电流模型”的磁链观测器实现转子磁场定向控制的方法，该方法可以实现电机在低速、中高速段的高精度的转速估算，并已成功移植到DSP芯片（TMSF）和STM32F中。通过对控制算法的不断优化，该方法实现了电机带满载零速启动，抗负载扰动性强，响应速度快，控制精度高等特点。通过仿真模型，可以实现对控制算法的模拟和验证。这种方法为电机控制领域的进一步研究提供了重要的借鉴和参考。

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