基于脈動(dòng)電流注入法的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)方法研究.pdf

1、在永磁同步電機(jī)的控制系統(tǒng)中，一般都通過機(jī)械式傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)子的位置和速度，但是由于機(jī)械式傳感器本身的一些缺點(diǎn)，無位置傳感器便成為當(dāng)前電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。無傳感器控制技術(shù)有多種方法，其中的高頻信號(hào)注入法憑借可以在低速、甚至零速時(shí)檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置等優(yōu)點(diǎn)，得到了極大關(guān)注。高頻信號(hào)注入法按照注入信號(hào)的形式可以分為高頻電壓信號(hào)注入法和高頻電流信號(hào)注入法。在高頻注入法方面，目前國內(nèi)外大部分研究都是針對(duì)高頻電壓信號(hào)注入法，而對(duì)于高頻電流信號(hào)注入

2、法雖然也經(jīng)常在很多文獻(xiàn)中提到，卻很少對(duì)其進(jìn)行深入的研究。本文主要圍繞脈動(dòng)高頻電流注入法進(jìn)行了一系列深入的分析研究。
　　首先，本文分析了脈動(dòng)高頻電流注入法的工作原理，脈動(dòng)高頻電流注入法是只在估計(jì)轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系的直軸上持續(xù)注入高頻電流信號(hào)，檢測(cè)電機(jī)中所產(chǎn)生的交軸電壓量，并通過特定的信號(hào)處理過程來提取轉(zhuǎn)子位置信息。本文在轉(zhuǎn)子位置信號(hào)提取的過程中使用了PID位置跟蹤觀測(cè)器，并對(duì)其進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
　　其次，對(duì)脈動(dòng)高頻電流注入法的位置估計(jì)誤

3、差進(jìn)行了理論分析，推導(dǎo)了轉(zhuǎn)子位置估計(jì)誤差表達(dá)式，探討了位置估計(jì)誤差產(chǎn)生的機(jī)理。結(jié)果表明:轉(zhuǎn)子位置估計(jì)誤差是由速度電動(dòng)勢(shì)和電流調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的電流相位偏差共同作用產(chǎn)生的，誤差的大小與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)電角速度ωr，直軸、交軸電流控制環(huán)的閉環(huán)帶寬ωb_d、ωb_q和電機(jī)的Lq/Ld值有關(guān)，如果忽略速度電動(dòng)勢(shì)或忽略電流調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的電流相位偏差，位置估計(jì)誤差均變?yōu)榱恪?br>　　然后，提出了兩類提高轉(zhuǎn)子位置估計(jì)精度的方法，方法一是在使用PI電流調(diào)節(jié)器的前提下

4、對(duì)估計(jì)誤差進(jìn)行補(bǔ)償，包括三種改進(jìn)措施，分別為改進(jìn)電流調(diào)節(jié)器、改進(jìn)位置跟蹤觀測(cè)器、結(jié)合改進(jìn)的電流調(diào)節(jié)器和改進(jìn)的位置跟蹤觀測(cè)器，特別是第三種措施可以在全速度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)精確的位置和速度估計(jì);方法二是采用比例諧振調(diào)節(jié)器和準(zhǔn)比例諧振調(diào)節(jié)器，消除了電流調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的電流相位偏差，從而提高了轉(zhuǎn)子位置估計(jì)的精度。
　　為了驗(yàn)證上述理論分析結(jié)果的正確性，建立了基于脈動(dòng)高頻電流注入法的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置估計(jì)的仿真模型，對(duì)其進(jìn)行了一系列仿真研究。結(jié)果表