永磁同步電動機的全范圍無傳感器控制研究.pdf

1、在永磁同步電動機矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)當中均需要獲取轉(zhuǎn)子位置和速度信號來實現(xiàn)閉環(huán)控制。通常轉(zhuǎn)子位置和速度信號是通過機械傳感器獲得的。機械傳感器的使用增大了系統(tǒng)體積，同時降低了系統(tǒng)運行的可靠性。永磁同步電動機的無傳感器控制技術(shù)可以很好地克服機械傳感器帶來的缺點。然而現(xiàn)存的無傳感器控制技術(shù)都具有速度范圍的局限性，將適用于不同速度范圍的無傳感器控制技術(shù)相結(jié)合的復(fù)合控制方法是實現(xiàn)PMSM全范圍無傳感器控制的有效途徑。本文針對永磁同步電動機的

2、全范圍無傳感器控制做了詳細研究。
　　 本文詳細推導(dǎo)了永磁同步電動機在三相靜止坐標系下的數(shù)學(xué)模型。在介紹了坐標變換之后，得到了PMSM在兩相旋轉(zhuǎn)坐標系下的方程。在此基礎(chǔ)上討論了永磁同步電動機的矢量控制方案。
　　 詳細介紹了卡爾曼濾波器和擴展卡爾曼濾波器的基本原理。對永磁同步電動機的數(shù)學(xué)模型進行了線性化和離散化處理，在這之后設(shè)計了基于EKF的轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速觀測器，實現(xiàn)了永磁同步電動機中高速范圍內(nèi)的無傳感器控制。
　

3、　 為實現(xiàn)永磁同步電動機的低速無傳感器控制，采用了高頻信號注入法，同時將EKF引入到高頻信號注入法的濾波環(huán)節(jié)當中，避免了傳統(tǒng)濾波器帶來的相位滯后等問題。在分析旋轉(zhuǎn)高頻信號注入法和脈振高頻信號注入法原理的基礎(chǔ)上，提出了在兩種不同高頻信號激勵下定子電流具有統(tǒng)一的模型。在定子電流統(tǒng)一模型的基礎(chǔ)上，兩種高頻信號注入法的EKF濾波器設(shè)計也得到了統(tǒng)一。
　　 將高速范圍內(nèi)采用的EKF方法和低速范圍內(nèi)采用的高頻信號注入+EKF方法進行組合，