永磁同步電機(jī)無電流傳感器矢量控制系統(tǒng)研究.pdf

1、電驅(qū)動(dòng)設(shè)備的大力發(fā)展是世界各國針對能源交通戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型所采取的一項(xiàng)重要措施，目前該領(lǐng)域所面臨的兩大主要問題之一是控制系統(tǒng)的安全性和可靠性，永磁同步電機(jī)作為電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主流電機(jī)之一，其安全穩(wěn)定性問題自然成為現(xiàn)在的研究熱點(diǎn)。能夠影響電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的安全可靠性因素非常多，如工作環(huán)境、電機(jī)本身結(jié)構(gòu)缺陷、控制策略等。本文主要是從慣用的電機(jī)控制技術(shù)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)入手，針對表貼式永磁同步電機(jī)矢量控制結(jié)構(gòu)中的多個(gè)物理傳感器所帶來的安全隱患提出一種電流估計(jì)方案，從而

2、實(shí)現(xiàn)該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的無電流傳感器矢量控制，并對此方案設(shè)計(jì)了一系列的仿真和實(shí)驗(yàn)來加以驗(yàn)證。
　　本課題首先對永磁同步電機(jī)的構(gòu)造特點(diǎn)與分類，以及經(jīng)坐標(biāo)變換后在不同的坐標(biāo)系下動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行詳細(xì)介紹。采用比較新穎的電壓矢量控制策略，根據(jù)該種控制結(jié)構(gòu)以及電機(jī)模型的強(qiáng)耦合非線性特點(diǎn)，結(jié)合控制比較靈活的反推控制技術(shù)提出了一種新型自適應(yīng)反推式觀測器，運(yùn)用該觀測器替代傳統(tǒng)的電流傳感器對電機(jī)的d-q軸定子電流和電阻進(jìn)行估計(jì)，為消除或者削弱電機(jī)參數(shù)波動(dòng)對

3、估計(jì)的結(jié)果造成的影響，設(shè)計(jì)了一種旋轉(zhuǎn)電動(dòng)勢偏差補(bǔ)償方案，來提高觀測器的估計(jì)能力和控制的實(shí)時(shí)性。
　　為驗(yàn)證觀測器對電機(jī)定子電流的估計(jì)性能，分別構(gòu)建了SPMSM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的有電流傳感器和無電流傳感器矢量控制結(jié)構(gòu)的Matlab/Simulink仿真模型，仿真比較結(jié)果證明該方案可以快速跟蹤d-q軸定子電流的給定值，且估計(jì)電流含有的諧波成分很少、動(dòng)態(tài)性能好、抗干擾能力強(qiáng)，且控制靈活。
　　最后在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下搭建了SPMSM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的無

4、電流傳感器電壓空間矢量控制結(jié)構(gòu)來驗(yàn)證該理論的正確性以及系統(tǒng)的可行性，分別設(shè)計(jì)了以新型帶浮點(diǎn)處理功能的DSPF28335為主控制器的硬件外圍電路和在CCS V5.0環(huán)境下用C語言進(jìn)行編寫的控制系統(tǒng)的軟件程序，并且對SVPWM、主要的調(diào)節(jié)器以及反推自適應(yīng)觀測器的數(shù)字化進(jìn)行了具體介紹，最終完成了本課題算法的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了表貼式永磁同步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的無電流傳感器電壓空間矢量控制，并對實(shí)驗(yàn)的波形進(jìn)行簡要的分析總結(jié)，該研究對實(shí)際應(yīng)用具有一定的參考價(jià)值