低速IPMSM無位置傳感控制算法及轉(zhuǎn)子應(yīng)力分析的研究.pdf

1、內(nèi)嵌式永磁同步電機(jī)(IPMSM)以其結(jié)構(gòu)簡單、功率密度高、易于維護(hù)等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于高性能的伺服傳動(dòng)系統(tǒng)中。為了使交流電機(jī)控制系統(tǒng)達(dá)到動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、調(diào)速范圍廣、定位精度高等要求,一般采用高性能的矢量變換控制策略,這就要求實(shí)時(shí)的電流以及速度、位置信號反饋。然而,為獲得實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)子位置信號而安裝的傳統(tǒng)機(jī)械式位置傳感器,由于成本高、可靠性低、安裝復(fù)雜等缺點(diǎn),其應(yīng)用受到了大大的限制。因此,本文重點(diǎn)研究了基于高頻旋轉(zhuǎn)電壓注入法的內(nèi)嵌式永磁同步電機(jī)運(yùn)行于

2、零速和低速情況下的無傳感器控制方法。
　　 本文首先給出了高頻旋轉(zhuǎn)電壓信號注入下的永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)了高頻電壓激勵(lì)下的高頻響應(yīng)電流表達(dá)式,分析了利用內(nèi)嵌式永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)檢測出轉(zhuǎn)子位置的基本原理；接著介紹了為獲得包含位置信息的負(fù)序響應(yīng)電流所需要的幾種常用濾波器的特點(diǎn)；然后討論了幾種位置觀測器解調(diào)出電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的基本原理。最后闡明了在考慮電機(jī)磁飽和特性下從高頻響應(yīng)電流中提取包含磁極極性的初始轉(zhuǎn)子位置的方法。

3、　　 針對所提出的方法,本文重點(diǎn)論述了所用到的濾波器和位置觀測器設(shè)計(jì)的理論與實(shí)現(xiàn)方法,接著在MATLAB／Simulink軟件環(huán)境下搭建基于高頻旋轉(zhuǎn)電壓注入法的內(nèi)嵌式永磁同步電機(jī)無傳感器控制系統(tǒng)的仿真模型,并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。最后編寫了基于DSP2812芯片的高頻旋轉(zhuǎn)電壓注入及角度解調(diào)子程序,對一臺四對極內(nèi)嵌式永磁同步電機(jī)的無傳感器控制系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。同時(shí)針對仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,從電機(jī)本體、控制模塊和算法等角度分析了轉(zhuǎn)子位置信息實(shí)際值與