永磁電機(jī)低成本矢量控制系統(tǒng)關(guān)鍵問題研究.pdf

1、正弦波驅(qū)動(dòng)永磁電機(jī)矢量控制系統(tǒng)以其優(yōu)越的性能備受國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注。但是對(duì)于諸如電動(dòng)自行車等存在成本要求的應(yīng)用場合，高昂的位置傳感器、電流傳感器、驅(qū)動(dòng)功率模塊等成為制約其應(yīng)用的主要因素。本文設(shè)計(jì)了低成本永磁電機(jī)矢量控制系統(tǒng)，并在軟件算法上進(jìn)行了優(yōu)化，力求控制器成本低廉且性能優(yōu)越。
　　為得到高精度轉(zhuǎn)子位置信息，通常采用旋轉(zhuǎn)變壓器或光電編碼器，但其價(jià)格普遍較高。相比之下，開關(guān)型霍爾位置傳感器具有成本低的優(yōu)勢。但由于其輸出的位置信息連續(xù)性

2、差，對(duì)于正弦波驅(qū)動(dòng)的永磁電機(jī)而言，轉(zhuǎn)子位置信息誤差大。為此，本文通過角度估算得到高分辨率的轉(zhuǎn)子位置信息，并在角度零階估算算法的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)優(yōu)化算法，以提高估算精度。
　　矢量控制系統(tǒng)中，需要實(shí)時(shí)獲得三相電流信息。出于成本考慮，本文使用采樣電阻取代電流霍爾傳感器。研究逆變橋臂串聯(lián)三電阻和MOSFET導(dǎo)通電阻采樣算法，著重分析電流采樣點(diǎn)分布，提高最大調(diào)制比以獲得直流母線電壓高利用率；研究單電阻采樣相電流重構(gòu)算法，通過有效矢量插入解決非

3、觀測區(qū)電流采樣難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)全區(qū)域采樣。
　　對(duì)于由蓄電池組供電的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速輸出受直流電源測電壓的限制。為拓寬電機(jī)的調(diào)速范圍，設(shè)計(jì)了基于直流母線電壓反饋的弱磁升速方案；為保證電機(jī)控制系統(tǒng)在位置傳感器故障情況下仍具有驅(qū)動(dòng)能力，研究了無位置傳感器的永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)；考慮基于傳統(tǒng)反電動(dòng)勢法存在起動(dòng)困難問題，提出了短時(shí)電壓矢量注入的起動(dòng)方式；同時(shí)分析了二極管續(xù)流對(duì)反電動(dòng)勢過零檢測的影響，提出提前導(dǎo)通交叉換相的換相策略；為提高電機(jī)