電勵(lì)磁同步電機(jī)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(jī)驅(qū)動(dòng)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(dòng)態(tài)響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn),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(jī)驅(qū)動(dòng)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(jī)參數(shù)存在時(shí)變性,對系統(tǒng)的控制性能也存在著影響。電機(jī)無傳感器控制技術(shù)和參數(shù)在線辨識(shí)技術(shù)的應(yīng)用是提高驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制性能的有效途徑。本文以電勵(lì)磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)為研究對象,對同步電機(jī)的無傳感器控制、參數(shù)在線辨識(shí)等

2、關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究。
　　本文基于電勵(lì)磁同步電機(jī)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(shí)方法。首先利用轉(zhuǎn)子回路的電壓和電流信息在線計(jì)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(jì)算轉(zhuǎn)子繞組溫度,再根據(jù)電機(jī)損耗功率和電機(jī)發(fā)熱特性計(jì)算出定子繞組溫度,最后利用定子銅材料的溫度特性計(jì)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(lì)磁同步電機(jī)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(jī)械位置速度傳感器,通過對電機(jī)定子一相注入高頻電壓信號(hào),產(chǎn)生高頻脈振磁場。隨著電機(jī)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(dòng)勢信號(hào)也隨之改變,轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)的高頻電勢信號(hào)大小與轉(zhuǎn)角成余弦關(guān)系,根據(jù)轉(zhuǎn)子輸出高頻信號(hào)確定轉(zhuǎn)子的位置及同步機(jī)的轉(zhuǎn)速,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)的無速度傳感器控制,通過仿真和樣機(jī)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(jī)械位置速度傳感器,通過對電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組注入高頻信號(hào),產(chǎn)生高頻脈振磁場,隨著電機(jī)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(hào)也隨之改變,定子U相繞組中感應(yīng)的高頻電勢信號(hào)大小與轉(zhuǎn)角成余弦關(guān)系,根據(jù)定子輸出高頻信號(hào)對轉(zhuǎn)子的位置及同步機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行估計(jì),并通過仿真和樣機(jī)實(shí)驗(yàn)對其進(jìn)行驗(yàn)證。
　　同步電機(jī)注入的高頻信號(hào)會(huì)影響電機(jī)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(jìn)