永磁同步電機無電流傳感器矢量控制系統(tǒng)研究.pdf

1、電驅(qū)動設(shè)備的大力發(fā)展是世界各國針對能源交通戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型所采取的一項重要措施，目前該領(lǐng)域所面臨的兩大主要問題之一是控制系統(tǒng)的安全性和可靠性，永磁同步電機作為電驅(qū)動系統(tǒng)的主流電機之一，其安全穩(wěn)定性問題自然成為現(xiàn)在的研究熱點。能夠影響電驅(qū)動系統(tǒng)的安全可靠性因素非常多，如工作環(huán)境、電機本身結(jié)構(gòu)缺陷、控制策略等。本文主要是從慣用的電機控制技術(shù)的結(jié)構(gòu)特點入手，針對表貼式永磁同步電機矢量控制結(jié)構(gòu)中的多個物理傳感器所帶來的安全隱患提出一種電流估計方案，從而

2、實現(xiàn)該驅(qū)動系統(tǒng)的無電流傳感器矢量控制，并對此方案設(shè)計了一系列的仿真和實驗來加以驗證。
　　本課題首先對永磁同步電機的構(gòu)造特點與分類，以及經(jīng)坐標變換后在不同的坐標系下動態(tài)數(shù)學(xué)模型進行詳細介紹。采用比較新穎的電壓矢量控制策略，根據(jù)該種控制結(jié)構(gòu)以及電機模型的強耦合非線性特點，結(jié)合控制比較靈活的反推控制技術(shù)提出了一種新型自適應(yīng)反推式觀測器，運用該觀測器替代傳統(tǒng)的電流傳感器對電機的d-q軸定子電流和電阻進行估計，為消除或者削弱電機參數(shù)波動對

3、估計的結(jié)果造成的影響，設(shè)計了一種旋轉(zhuǎn)電動勢偏差補償方案，來提高觀測器的估計能力和控制的實時性。
　　為驗證觀測器對電機定子電流的估計性能，分別構(gòu)建了SPMSM驅(qū)動系統(tǒng)的有電流傳感器和無電流傳感器矢量控制結(jié)構(gòu)的Matlab/Simulink仿真模型，仿真比較結(jié)果證明該方案可以快速跟蹤d-q軸定子電流的給定值，且估計電流含有的諧波成分很少、動態(tài)性能好、抗干擾能力強，且控制靈活。
　　最后在實驗室環(huán)境下搭建了SPMSM驅(qū)動系統(tǒng)的無

4、電流傳感器電壓空間矢量控制結(jié)構(gòu)來驗證該理論的正確性以及系統(tǒng)的可行性，分別設(shè)計了以新型帶浮點處理功能的DSPF28335為主控制器的硬件外圍電路和在CCS V5.0環(huán)境下用C語言進行編寫的控制系統(tǒng)的軟件程序，并且對SVPWM、主要的調(diào)節(jié)器以及反推自適應(yīng)觀測器的數(shù)字化進行了具體介紹，最終完成了本課題算法的實驗驗證，實現(xiàn)了表貼式永磁同步驅(qū)動系統(tǒng)的無電流傳感器電壓空間矢量控制，并對實驗的波形進行簡要的分析總結(jié)，該研究對實際應(yīng)用具有一定的參考價值