電動車用永磁同步電機無傳感器矢量控制研究.pdf

1、針對當今世界越發(fā)嚴重的環(huán)境污染和能源緊缺問題，通過數(shù)據(jù)分析表明，機動車是造成問題的主要原因。研發(fā)新能源汽車是解決上述問題的主要手段，而新能源汽車的關(guān)鍵部件是電機。永磁同步電機(PMSM)憑借其高功率密度、高效的運行效率、體積小等優(yōu)勢成為現(xiàn)代電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)首選的驅(qū)動電機。PMSM矢量控制系統(tǒng)中，需要在永磁同步電機主軸側(cè)安裝位置傳感器來獲取電機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置，而電動汽車用電機的工作環(huán)境相對惡劣，這極大的增加了電動車的后期維修成本，并且影響

2、車用電機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，無位置傳感器技術(shù)應運而生，也是諸多學者研究的熱點問題。
　　無位置傳感器控制技術(shù)包含開環(huán)控制技術(shù)和閉環(huán)控制技術(shù)，開環(huán)控制技術(shù)在受到外界干擾的情況下估算精度不高，誤差較大。閉環(huán)控制技術(shù)能很快地跟蹤系統(tǒng)輸出，有效削弱噪聲和環(huán)境干擾。本文針對車用永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)的特點，提出基于新型滑模觀測器(Sliding Mode Observer，SMO)、高頻注入法（High Frequency Injecti

3、on，HFI）和模型參考自適應(Model Reference Adaptive System，MRAS)三種無位置傳感器控制策略，建立了基于三種控制策略的系統(tǒng)模型，仿真分析驗證了三種方法可行性。
　　滑模變結(jié)構(gòu)控制具有算法簡單，在PMSM無傳感器控制中動態(tài)響應非?？斓膬?yōu)點。本文基于電流誤差方程，設計了滑模觀測器(SMO)，采用反正切函數(shù)代替符號函數(shù)來減小了系統(tǒng)抖振。但是，由于滑?？刂评碚撔枰杉来磐诫姍C的反電勢，在電機啟動和

4、低速段，反電勢非常微弱很難采集。因此，針對滑膜變結(jié)構(gòu)控制存在的問題，提出了基于高頻注入法(HFI)估算永磁同步電機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置的方法，在高頻注入估算過程中，加入了大量的濾波器，造成永磁同步電機在高速段的穩(wěn)定性大大下降甚至失真。論文最后將上述兩種控制策略結(jié)合，實現(xiàn)了永磁同步電機全速范圍內(nèi)無傳感器矢量控制中對轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置的估計。此方法適用于凸極結(jié)構(gòu)明顯的車用驅(qū)動電機，具有很高的估算精度。
　　當電動車上采用凸極結(jié)構(gòu)不明顯的電機時，