永磁同步電機無位置傳感器的研究.pdf

1、PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor,永磁同步電機)具有較小的體積、簡單的結構、較小的損耗、較小的轉(zhuǎn)動慣量、性能可靠、對環(huán)境的適應能力強、控制和維護方便等優(yōu)點,逐漸在交流驅(qū)動系統(tǒng)中得到廣泛的應用。應用 PMSM無位置傳感器控制不但可以降低系統(tǒng)成本,而且可以提高系統(tǒng)的可靠性。因此,近年 PMSM無位置傳感器成為電機控制領域的研究熱點,國內(nèi)外已經(jīng)提出許多不同的的控制策略和算法。針對現(xiàn)階段的無位置傳感

2、器技術都不能實現(xiàn) PMSM全速范圍的觀測,本文主要研究不同速度范圍的無位置傳感器技術相結合的復合控制方法,從而實現(xiàn) PMSM驅(qū)動系統(tǒng)在全速度范圍的無位置傳感器控制。主要研究內(nèi)容為:
　　(1)在查閱國內(nèi)外相關文獻之后,闡述PMSM無位置傳感器控制的優(yōu)點,并對當前PMSM無位置傳感器的估計法進行分類總結,最后提出全速范圍估計PMSM位置和轉(zhuǎn)速的復合法。
　　(2)介紹永磁電機的分類和結構,并建立 PMSM在三相靜止坐標系 AB

3、C、兩相靜止坐標系αβ、兩相轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)坐標dq的數(shù)學模型。介紹PMSM控制策略,并在兩相轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)坐標dq基礎上,選擇矢量控制中的id=0控制策略,為后續(xù)觀測器的研究奠定基礎。
　　(3)詳細介紹并分析MRAS(Model Reference Adaptive System,模型參考自適應系統(tǒng))觀測器對PMSM位置和轉(zhuǎn)速的估計原理。針對MRAS依賴于精確的電機模型,對電機參數(shù)和擾動比較敏感的特點,提出將滑模變結構理論引入到 MRAS的

4、自適應率中,設計變結構的MRAS位置和轉(zhuǎn)速觀測器。在此基礎上,利用MATLAB/Simulink仿真工具搭建PMSM無位置傳感器矢量控制系統(tǒng)的模型,并對其仿真研究。
　　(4)針對MRAS觀測器在低速時不能很好的估計 PMSM位置和轉(zhuǎn)速的缺點,提出基于脈振高頻電壓信號注入法和 MRAS相結合的位置和轉(zhuǎn)速的復合估計法。低速時位置和轉(zhuǎn)速的估計采用脈振高頻電壓信號注入法,中高速時采用MRAS,最終實現(xiàn)全速范圍內(nèi)位置和轉(zhuǎn)速的準確估計和控制