空調壓縮機無位置傳感器PMSM變結構矢量控制系統(tǒng).pdf

1、近年來，基于感應電動機的空調壓縮機變頻空調逐漸成為市場主流，雖一定程度迎合了人們對節(jié)能減排與高效性能的要求，但仍難以擺脫感應電機本身固有的起動電流過大、功率因數較低等技術瓶頸。采用基于永磁同步電動機(PMSM)的變頻空調由于轉子為永磁體而無需勵磁，效率和功率因數明顯提高，節(jié)能效果更佳，因此在變頻空調研究領域成為新的熱點問題。但在驅動空調壓縮機矢量控制系統(tǒng)中，呈周期性波動的負載轉矩使得轉速產生同周期的脈動，在低速運行時，速度脈動引起的整個

2、空調系統(tǒng)框架的振動、高噪聲等現象尤其明顯，同時降低了系統(tǒng)的效率。本文在分析了這類周期性負載擾動引起電機波動的基礎上，主要針對空調壓縮機永磁同步電機無位置傳感器矢量控制系統(tǒng)進行研究，永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)需要較精確的轉子位置信息，而空調壓縮機內高溫高壓的惡劣環(huán)境決定了不能采用傳統(tǒng)的位置檢測傳感器。因此尋找一種既簡單又可靠的無位置傳感器控制方法就顯得尤為重要。
　　考慮到傳統(tǒng)滑模觀測器由于開關時間與空間上的滯后現象，估算電流會沿實際

3、值上下震蕩。為進一步提高永磁同步電機滑模觀測器位置辨識精度，利用飽和函數取代開關函數，通過恰當選擇邊界層的厚度來有效削弱抖振。另外，傳統(tǒng)滑模觀測器速度估算過程中反電動勢通過低通濾波器獲取，而低通濾波器環(huán)節(jié)會導致相位延遲，該延遲與低通濾波器相位響應密切相關，截止頻率越低，對應固有頻率相延遲越大。且傳統(tǒng)滑模觀測器中濾波器環(huán)節(jié)截止頻率為常值，需利用相位延遲表來存儲大容量相移值，某種程度上限制了其工程應用，因此，本文設計一種新型的截止頻率隨轉速

4、變化的低通濾波器，有效解決這一問題。其次，運用鎖相環(huán)技術在觀測器估算出反電動勢之后，進行磁極位置的計算，從而消除了計算噪聲。
　　最后本文對永磁同步電機無位置矢量控制系統(tǒng)中傳統(tǒng)滑模觀測器和新型滑模觀測器進行估算的電流、位置、位置誤差以及鎖相環(huán)的估計轉速進行對比仿真研究。并在此基礎之上完成了以 TMS320F28335為核心的適用于驅動空調壓縮機的永磁同步電機驅動器的硬件電路設計及軟件程序開發(fā)。同時在搭建的實驗平臺上完成了本文設計的