永磁同步電機(jī)無位置傳感器的研究.pdf

1、PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor,永磁同步電機(jī))具有較小的體積、簡單的結(jié)構(gòu)、較小的損耗、較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、性能可靠、對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)、控制和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),逐漸在交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。應(yīng)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(jī)控制領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),國內(nèi)外已經(jīng)提出許多不同的的控制策略和算法。針對(duì)現(xiàn)階段的無位置傳感

2、器技術(shù)都不能實(shí)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(shù)相結(jié)合的復(fù)合控制方法,從而實(shí)現(xiàn) PMSM驅(qū)動(dòng)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(guān)文獻(xiàn)之后,闡述PMSM無位置傳感器控制的優(yōu)點(diǎn),并對(duì)當(dāng)前PMSM無位置傳感器的估計(jì)法進(jìn)行分類總結(jié),最后提出全速范圍估計(jì)PMSM位置和轉(zhuǎn)速的復(fù)合法。
　　(2)介紹永磁電機(jī)的分類和結(jié)構(gòu),并建立 PMSM在三相靜止坐標(biāo)系 AB

3、C、兩相靜止坐標(biāo)系αβ、兩相轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)dq的數(shù)學(xué)模型。介紹PMSM控制策略,并在兩相轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)dq基礎(chǔ)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(chǔ)。
　　(3)詳細(xì)介紹并分析MRAS(Model Reference Adaptive System,模型參考自適應(yīng)系統(tǒng))觀測器對(duì)PMSM位置和轉(zhuǎn)速的估計(jì)原理。針對(duì)MRAS依賴于精確的電機(jī)模型,對(duì)電機(jī)參數(shù)和擾動(dòng)比較敏感的特點(diǎn),提出將滑模變結(jié)構(gòu)理論引入到 MRAS的

4、自適應(yīng)率中,設(shè)計(jì)變結(jié)構(gòu)的MRAS位置和轉(zhuǎn)速觀測器。在此基礎(chǔ)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(duì)其仿真研究。
　　(4)針對(duì)MRAS觀測器在低速時(shí)不能很好的估計(jì) PMSM位置和轉(zhuǎn)速的缺點(diǎn),提出基于脈振高頻電壓信號(hào)注入法和 MRAS相結(jié)合的位置和轉(zhuǎn)速的復(fù)合估計(jì)法。低速時(shí)位置和轉(zhuǎn)速的估計(jì)采用脈振高頻電壓信號(hào)注入法,中高速時(shí)采用MRAS,最終實(shí)現(xiàn)全速范圍內(nèi)位置和轉(zhuǎn)速的準(zhǔn)確估計(jì)和控制