永磁同步電機(jī)無位置傳感器控制關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、永磁同步電機(jī)(Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM)作為交流調(diào)速系統(tǒng)的核心部件，具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、功率密度大和工作效率高等特點(diǎn)，近年來逐漸受到人們的關(guān)注，因此對(duì)永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的研究具有較高的應(yīng)用價(jià)值。永磁同步電機(jī)高性能的控制策略主要有矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制，這兩種控制方法都需要對(duì)轉(zhuǎn)子信息進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋。在某些特定場合中，例如在空調(diào)、冰箱壓縮機(jī)中的高溫高壓腐蝕性較強(qiáng)的工作環(huán)境下，機(jī)械式傳感器的可

2、靠性會(huì)大打折扣。此外像電動(dòng)自行車等民用行業(yè)對(duì)于成本較為敏感，也限制了機(jī)械式傳感器的使用。因此，永磁同步電機(jī)無傳感器控制一直是學(xué)者們研究的熱點(diǎn)。其研究的關(guān)鍵點(diǎn)主要有三處：利用算法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子位置的估算、通過估算的轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)速的計(jì)算和估算轉(zhuǎn)子位置信息的有效閉環(huán)切換。課題組前期提出的新型滑模觀測(cè)器作為滑模變結(jié)構(gòu)控制在無傳感器控制領(lǐng)域的一個(gè)應(yīng)用，除了具有魯棒性強(qiáng)和估算精度高的優(yōu)點(diǎn)外，還有效抑制傳統(tǒng)滑模觀測(cè)器的抖振問題，改善了無傳感器算法估算

3、轉(zhuǎn)子位置的精度。本文延續(xù)課題組的研究進(jìn)度針對(duì)基于新型滑模觀測(cè)器的PMSM無位置控制系統(tǒng)中的電機(jī)轉(zhuǎn)速估算和轉(zhuǎn)子信息閉環(huán)控制的方法展開研究。
　　首先，通過對(duì)永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型和矢量控制理論的分析，建立了基于新型滑模觀測(cè)器的永磁同步電機(jī)矢量控制數(shù)學(xué)模型。
　　其次，對(duì)目前常用的幾種電機(jī)速度估算算法進(jìn)行了理論分析，對(duì)比了這幾種算法應(yīng)用在無位置控制系統(tǒng)中時(shí)的優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)它們進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，提出了兩種改進(jìn)算法提高其轉(zhuǎn)速估算性能，然后

4、通過MATLAB軟件進(jìn)行了仿真對(duì)比驗(yàn)證。
　　再次，根據(jù)PMSM轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)在低速和高速情況下估算機(jī)理的不同，設(shè)計(jì)了基于位置自調(diào)整電壓矢量切換的無傳感器閉環(huán)控制算法，搭建了PMSM無位置傳感器開環(huán)/閉環(huán)控制的Simulink模型，采用建模仿真分析的方法對(duì)該部分算法的性能進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　最后，搭建了永磁同步電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，設(shè)計(jì)了基于型號(hào)為TMS320F28335的DSP芯片的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了永磁同步電機(jī)無位置