永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器快速啟動(dòng)方法研究.pdf

1、永磁同步電機(jī)采用永磁體產(chǎn)生氣隙磁通而不需要額外勵(lì)磁，具有功率密度高、體積小、重量輕等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，被廣泛運(yùn)用于許多工業(yè)應(yīng)用中。當(dāng)前永磁同步電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)采用的控制方法主要是矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制，這兩種方法都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的精確控制，從而獲得優(yōu)良的調(diào)速性能，但是都不可避免需要得到精確的轉(zhuǎn)子位置信息。轉(zhuǎn)子位置可由機(jī)械式傳感器測(cè)得，但機(jī)械式傳感器的安裝增加了系統(tǒng)的成本和復(fù)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(jī)的無(wú)位置傳

2、感器控制成為了當(dāng)前電機(jī)控制領(lǐng)域的熱點(diǎn)課題，而在無(wú)位置傳感器條件下的啟動(dòng)則是這一研究課題的難點(diǎn)。
　　本文主要針對(duì)永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器快速啟動(dòng)方法展開(kāi)相關(guān)研究。
　　首先，簡(jiǎn)要介紹永磁同步電機(jī)的無(wú)位置傳感器控制策略和常用的無(wú)位置傳感器啟動(dòng)方法，建立永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，分析永磁同步電機(jī)矢量控制及基于滑模觀測(cè)器的無(wú)位置傳感器控制。
　　其次，主要研究永磁同步電機(jī)在無(wú)位置傳感器條件下的啟動(dòng)方法，按照三段式的方法實(shí)現(xiàn)電機(jī)

3、啟動(dòng)，分別研究轉(zhuǎn)子初始位置定位、開(kāi)環(huán)加速、狀態(tài)切換三個(gè)階段。在轉(zhuǎn)子初始位置定位階段本文提出一種改進(jìn)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(jī)施加一對(duì)方向相反的電壓矢量，幅值和作用時(shí)間比前兩批矢量都有所增加，導(dǎo)致響應(yīng)電流對(duì)d軸 N/S極增去磁作用更加明顯，可以避免轉(zhuǎn)子磁極判斷錯(cuò)誤；另外，在對(duì)第二批電壓矢量的響應(yīng)電流進(jìn)行處理時(shí)，利用其反方向電感的差異對(duì)電流判斷結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，確保電流判斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。在開(kāi)環(huán)加

4、速階段采用I-F速度開(kāi)環(huán)、電流閉環(huán)控制方式，保證電機(jī)良好的動(dòng)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(guò)渡過(guò)程后期電流變化斜率慢于過(guò)渡過(guò)程前期，在保證狀態(tài)切換點(diǎn)時(shí)刻電流無(wú)明顯波動(dòng)的前提下大大縮短過(guò)渡過(guò)程時(shí)間，實(shí)現(xiàn)電機(jī)從開(kāi)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(duì)開(kāi)環(huán)加速和狀態(tài)切換過(guò)程進(jìn)行建模，同時(shí)構(gòu)建以TI公司的TMS320F2808為主控芯