電勵磁同步電機無傳感器控制檢測技術(shù)研究.pdf

1、基于電力電子技術(shù)的同步電機驅(qū)動系統(tǒng)具有效率高、調(diào)速范圍寬、調(diào)速精度高、穩(wěn)定性高、動態(tài)響應(yīng)快等優(yōu)點,在高壓大功率、高性能場合得到了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)有同步電機驅(qū)動系統(tǒng)普遍需要安裝大量傳感器,系統(tǒng)硬件復(fù)雜,故障率高,影響了系統(tǒng)可靠性。另外,電機參數(shù)存在時變性,對系統(tǒng)的控制性能也存在著影響。電機無傳感器控制技術(shù)和參數(shù)在線辨識技術(shù)的應(yīng)用是提高驅(qū)動系統(tǒng)控制性能的有效途徑。本文以電勵磁同步電機控制系統(tǒng)為研究對象,對同步電機的無傳感器控制、參數(shù)在線辨識等

2、關(guān)鍵技術(shù)進行深入研究。
　　本文基于電勵磁同步電機的結(jié)構(gòu)和物理特性,提出了一種基于自傳感的繞組溫度和電阻在線辨識方法。首先利用轉(zhuǎn)子回路的電壓和電流信息在線計算出轉(zhuǎn)子繞組電阻,然后根據(jù)轉(zhuǎn)子銅材料的溫度特性在線計算轉(zhuǎn)子繞組溫度,再根據(jù)電機損耗功率和電機發(fā)熱特性計算出定子繞組溫度,最后利用定子銅材料的溫度特性計算定子繞組電阻。該方法不需要溫度傳感器,提高了系統(tǒng)的可靠性。
　　本文基于電勵磁同步電機的基本電磁關(guān)系,提出了一種基于定子

3、高頻注入的轉(zhuǎn)子位置及速度檢測的方法。該方法不需要機械位置速度傳感器,通過對電機定子一相注入高頻電壓信號,產(chǎn)生高頻脈振磁場。隨著電機轉(zhuǎn)子的位置改變,高頻脈振磁場在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)的高頻電動勢信號也隨之改變,轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)的高頻電勢信號大小與轉(zhuǎn)角成余弦關(guān)系,根據(jù)轉(zhuǎn)子輸出高頻信號確定轉(zhuǎn)子的位置及同步機的轉(zhuǎn)速,進而實現(xiàn)電勵磁同步電動機的無速度傳感器控制,通過仿真和樣機實驗驗證了該方法的正確性和有效性。另外,本文提出一種基于轉(zhuǎn)子高頻注入的轉(zhuǎn)子位置及

4、速度檢測的方法。該方法也不需要機械位置速度傳感器,通過對電機轉(zhuǎn)子繞組注入高頻信號,產(chǎn)生高頻脈振磁場,隨著電機轉(zhuǎn)子的位置改變,高頻脈振磁場在定子繞組中感應(yīng)的高頻電勢信號也隨之改變,定子U相繞組中感應(yīng)的高頻電勢信號大小與轉(zhuǎn)角成余弦關(guān)系,根據(jù)定子輸出高頻信號對轉(zhuǎn)子的位置及同步機的轉(zhuǎn)速進行估計,并通過仿真和樣機實驗對其進行驗證。
　　同步電機注入的高頻信號會影響電機的效率、轉(zhuǎn)矩等性能,為了定量分析這些特性的變化規(guī)律,本文采用有限元法對其進