永磁同步電機無位置傳感器快速啟動方法研究.pdf

1、永磁同步電機采用永磁體產(chǎn)生氣隙磁通而不需要額外勵磁，具有功率密度高、體積小、重量輕等獨特優(yōu)點，被廣泛運用于許多工業(yè)應用中。當前永磁同步電機傳動系統(tǒng)采用的控制方法主要是矢量控制和直接轉矩控制，這兩種方法都可以實現(xiàn)對電機轉速和轉矩的精確控制，從而獲得優(yōu)良的調速性能，但是都不可避免需要得到精確的轉子位置信息。轉子位置可由機械式傳感器測得，但機械式傳感器的安裝增加了系統(tǒng)的成本和復雜程度，降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力。因此永磁同步電機的無位置傳

2、感器控制成為了當前電機控制領域的熱點課題，而在無位置傳感器條件下的啟動則是這一研究課題的難點。
　　本文主要針對永磁同步電機無位置傳感器快速啟動方法展開相關研究。
　　首先，簡要介紹永磁同步電機的無位置傳感器控制策略和常用的無位置傳感器啟動方法，建立永磁同步電機的數(shù)學模型，分析永磁同步電機矢量控制及基于滑模觀測器的無位置傳感器控制。
　　其次，主要研究永磁同步電機在無位置傳感器條件下的啟動方法，按照三段式的方法實現(xiàn)電機

3、啟動，分別研究轉子初始位置定位、開環(huán)加速、狀態(tài)切換三個階段。在轉子初始位置定位階段本文提出一種改進的電壓矢量注入法，相比較于傳統(tǒng)的電壓矢量注入法，本文在第二批電壓矢量后給電機施加一對方向相反的電壓矢量，幅值和作用時間比前兩批矢量都有所增加，導致響應電流對d軸 N/S極增去磁作用更加明顯，可以避免轉子磁極判斷錯誤；另外，在對第二批電壓矢量的響應電流進行處理時，利用其反方向電感的差異對電流判斷結果進行驗證，確保電流判斷結果的準確性。在開環(huán)加

4、速階段采用I-F速度開環(huán)、電流閉環(huán)控制方式，保證電機良好的動態(tài)性能。在狀態(tài)切換階段采用基于電流幅值變化的策略，本文提出一種電流按變化斜率遞減的控制方法，狀態(tài)切換過渡過程后期電流變化斜率慢于過渡過程前期，在保證狀態(tài)切換點時刻電流無明顯波動的前提下大大縮短過渡過程時間，實現(xiàn)電機從開環(huán)控制方式向雙閉環(huán)控制方式的平滑切換。
　　最后，在 MATLAB環(huán)境下對開環(huán)加速和狀態(tài)切換過程進行建模，同時構建以TI公司的TMS320F2808為主控芯