永磁同步電機無位置傳感器控制系統(tǒng)的研究

1、分類號：UDC：密級：學校代號：11845學號：2111304054廣東工業(yè)大學碩士學位論文(工學碩士)永磁同步電機無位置傳感器控制系統(tǒng)的研究裴高科指導教師姓名、職稱：直至空L副塾拯學科(專業(yè))或領域名稱：控壹4型堂量王猩學生所屬學院：自動絲堂醫(yī)論文答辯日期：2Q!魚生旦萬方數(shù)據(jù)摘要摘要永磁同步電機(PMSM)因其效率高、功率密度大、控制簡單等優(yōu)點被廣泛的應用在高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)中。但永磁同步電機在控制運行過程中需要準確的轉子位置信息

2、，通常采用機械傳感器來獲得，既增加了系統(tǒng)的成本和體積，又降低了系統(tǒng)可靠性。為了解決上述問題，無位置傳感器控制技術被提出并受到了廣泛的關注。脈振高頻電壓注入法因可以在零速至很寬的轉速范圍內(nèi)實現(xiàn)轉子的位置估計，并且有位置估計精度高、對電機參數(shù)不敏感等優(yōu)點，己成為當今國內(nèi)外學者研究的重點。本文以設計高頻注入法的矢量控制系統(tǒng)為目標，致力于控制算法的理論研究和計算機仿真，力求為實際系統(tǒng)提供理論指導。主要工作如下：首先，探討了傳統(tǒng)初始位置和運行時轉

3、子位置的檢測方法和實現(xiàn)途徑，分析了脈振高頻電壓注入法實現(xiàn)轉子位置估算的原理，對高頻電流響應等相關信息進行了理論簡化和推導，詳細闡述了轉子位置信息的提取過程。其次，在MATLAB／Simulink中構建了基于脈振高頻電壓注入法的永磁同步電機矢量控制仿真系統(tǒng)，設計整定了控制器結構和參數(shù)，并進行了靜態(tài)、動態(tài)跟蹤性能分析。第三，基于傳統(tǒng)速度PI控制器的不足，將滑模變結構控制器引入到了脈振高頻電壓注入法系統(tǒng)中，有效的改善了系統(tǒng)超調(diào)量大、響應慢、抗

4、干擾能力不足等問題，加快了響應速度。第四，分析了定子電阻、速度電動勢和注入的高頻信號對位置估計誤差的影響，研究了誤差產(chǎn)生的機理和減少誤差的途徑。最后，采用MATLAB／Simulink對本文所提的方法和內(nèi)容進行了仿真研究。仿真結果表明基于滑模變結構控制器的脈振高頻電壓注入法系統(tǒng)不僅提高了轉子位置的檢測精度，同時還具有抗干擾能力強，轉速適應范圍寬等優(yōu)點。仿真結果同樣也驗證了影響高頻注入法檢測轉子位置誤差的因素。關鍵詞：永磁同步電機；脈振高