永磁同步電機(jī)無(wú)傳感器控制技術(shù)

1、1哈爾濱工業(yè)大學(xué)，電氣工程系DepartmentofElectricalEngineeringHarbinInstituteofTechnology電力電子與電力傳動(dòng)專(zhuān)題課電力電子與電力傳動(dòng)專(zhuān)題課報(bào)告報(bào)告報(bào)告題目:永磁同步電機(jī)無(wú)傳感器控制技術(shù)哈爾濱工業(yè)大學(xué)電氣工程系姓名：沈召源學(xué)號(hào)：14S0060402016年1月11.1研究背景研究背景永磁同步電機(jī)具有體積小、慣量小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，在各領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。目前在永磁同步電機(jī)的各種控制

2、算法中，使用最多的是矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制，而這兩種控制方式都需要轉(zhuǎn)子位置，但轉(zhuǎn)子位置傳感器的采用限制了系統(tǒng)使用范圍。永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)大多采用測(cè)速發(fā)電機(jī)或光電碼盤(pán)等傳感器檢測(cè)速度和位置的反饋量，這不但提高了驅(qū)動(dòng)裝置的造價(jià)，而且增加了電機(jī)與控制系統(tǒng)之間的連接線路和接口電路，使系統(tǒng)易于受環(huán)境干擾、可靠性降低。由于永磁同步電機(jī)無(wú)傳感器控制系統(tǒng)具有控制精度高、安裝、維護(hù)方便、可靠性強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，成為近年來(lái)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)

3、狀國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀無(wú)傳感器永磁同步電機(jī)是在電機(jī)轉(zhuǎn)子和機(jī)座不安裝電磁或光電傳感器的情況下，利用電機(jī)繞組中的有關(guān)電信號(hào)，通過(guò)直接計(jì)算、參數(shù)辨識(shí)、狀態(tài)估計(jì)、間接測(cè)量等手段，從定子邊較易測(cè)量的量如定子電壓、定子電流中提取出與速度、位置有關(guān)的量，利用這些檢測(cè)到的量和電機(jī)的數(shù)學(xué)模型推測(cè)出電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置和轉(zhuǎn)速，取代機(jī)械傳感器，實(shí)現(xiàn)電機(jī)閉環(huán)控制。最早出現(xiàn)的無(wú)機(jī)械傳感器控制方法可統(tǒng)稱(chēng)為波形檢測(cè)法。由于同步電機(jī)是一個(gè)多變量、強(qiáng)耦合的非線性系統(tǒng)，所要解決的問(wèn)題

4、是采用何種方法獲取轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角。目前適合永磁同步電機(jī)的最主要的無(wú)速度傳感器的控制策略主要有以下幾種(1)利用定子端電壓和電流直接計(jì)算出θ和ω。該方法的基本思想是基于場(chǎng)旋轉(zhuǎn)理論，即在電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，定子磁鏈和轉(zhuǎn)子磁鏈同步旋轉(zhuǎn)，且兩磁鏈之間的夾角相差一個(gè)功角δ，該方法適用于凸極式和表面式永磁同步電機(jī)。該方法計(jì)算方法簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，但對(duì)電機(jī)參數(shù)的準(zhǔn)確性要求比較高，應(yīng)用這種方法時(shí)需要結(jié)合電機(jī)參數(shù)的在線辨識(shí)。(2)模型參考自適應(yīng)(MRAS)方法。

5、該方法的主要思想是先假設(shè)轉(zhuǎn)子所在位置，利用電機(jī)模型計(jì)算出該假設(shè)位置電機(jī)的電壓和電流值，并通過(guò)與實(shí)測(cè)的電壓、電流比較得出兩者的差值，該差值正比于假設(shè)位置與實(shí)際位置之間的角度差。當(dāng)該值減小為零時(shí)，則可認(rèn)為此時(shí)假設(shè)位置為真實(shí)位置。采用這種方法，位置精度與模型的選取有關(guān)。該方法應(yīng)用于PMSM時(shí)有一些新的需要解決的問(wèn)題。(3)觀測(cè)器基礎(chǔ)上的估計(jì)方法。觀測(cè)器的實(shí)質(zhì)是狀態(tài)重構(gòu)，其原理是重新構(gòu)造一個(gè)系統(tǒng)，利用原系統(tǒng)中可直接測(cè)量的變量，如輸出矢量和輸入矢