永磁同步電機相電流重構(gòu)技術(shù)研究.pdf

1、永磁同步電機以其高功率密度、高可靠性、高精度等眾多優(yōu)點在工業(yè)伺服領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)代永磁同步電機多采用閉環(huán)矢量控制驅(qū)動系統(tǒng)，需要實時檢測轉(zhuǎn)子位置和相繞組電流值，而無論是位置傳感器還是電流傳感器價格都不菲，從而阻礙了永磁同步電機伺服系統(tǒng)成本的下降，限制了其應(yīng)用范圍的拓展。本文從通過減少電流傳感器的數(shù)量以降低成本的角度出發(fā)，詳盡闡述了幾種基于單電流傳感器的相電流重構(gòu)方法。
　　首先，在采用SVPWM技術(shù)的矢量控制基礎(chǔ)上，介紹了基于

2、母線電流傳感器進行相電流重構(gòu)的基本原理，考慮到實際系統(tǒng)中非理想因素的影響，劃分了電流重構(gòu)盲區(qū)。通過脈沖移位法解決了重構(gòu)盲區(qū)問題，并理論推導(dǎo)證明了該方法不影響實際輸出的電壓矢量。經(jīng)仿真和實驗表明脈沖移位法能夠基本解決重構(gòu)盲區(qū)的問題，但會使電流中高頻諧波的含量稍有增加。同時針對過調(diào)制運行情況下的電流重構(gòu)也提出了解決方案。
　　其次，為實現(xiàn)在整個電壓矢量區(qū)域內(nèi)都能準(zhǔn)確地完成相電流的重構(gòu)，引入了矢量脈沖插入法。這種方法可以不受電壓矢量的制

3、約，在任意區(qū)域?qū)崿F(xiàn)電流的重構(gòu)。并根據(jù)實際需求，提出了基于單極性電流傳感器的脈沖插入法，同時給出了低調(diào)制區(qū)域的簡化方案。但測量脈沖的引入，會帶來母線電壓利用率的下降，電流諧波含量的上升，驅(qū)動器開關(guān)損耗的急劇增加等弊端。
　　再次，從改進傳統(tǒng)SVPWM技術(shù)的角度出發(fā)，闡述了三態(tài)脈寬調(diào)制技術(shù)和混合脈寬調(diào)制技術(shù)，詳盡介紹了兩種調(diào)制技術(shù)的工作原理。并對不可測量的區(qū)域進行了理論分析和改進，同時進行了仿真和實驗驗證。實驗結(jié)果表明采用三態(tài)脈寬調(diào)制

4、技術(shù)能夠有效擴大電流重構(gòu)的有效區(qū)域，但由電流曲線可以看出其控制效果仍稍遜于傳統(tǒng)SVPWM技術(shù)。
　　接著，通過調(diào)整電流傳感器的安裝位置，使得在不改動傳統(tǒng)矢量控制算法的前提下，在絕大部分矢量區(qū)域完成了電流重構(gòu)。這種方式的好處在于絲毫不會降低原來系統(tǒng)的性能。但特定的安裝方式使得其在IPM應(yīng)用中受限，同時因缺乏母線電流傳感器，過流保護功能的實現(xiàn)稍顯復(fù)雜。跟著指出了電流重構(gòu)存在的一些共性誤差，并提出了相應(yīng)解決方案。
　　最后，為進一