永磁電機低成本矢量控制系統(tǒng)關鍵問題研究.pdf

1、正弦波驅(qū)動永磁電機矢量控制系統(tǒng)以其優(yōu)越的性能備受國內(nèi)外學者關注。但是對于諸如電動自行車等存在成本要求的應用場合，高昂的位置傳感器、電流傳感器、驅(qū)動功率模塊等成為制約其應用的主要因素。本文設計了低成本永磁電機矢量控制系統(tǒng)，并在軟件算法上進行了優(yōu)化，力求控制器成本低廉且性能優(yōu)越。
　　為得到高精度轉子位置信息，通常采用旋轉變壓器或光電編碼器，但其價格普遍較高。相比之下，開關型霍爾位置傳感器具有成本低的優(yōu)勢。但由于其輸出的位置信息連續(xù)性

2、差，對于正弦波驅(qū)動的永磁電機而言，轉子位置信息誤差大。為此，本文通過角度估算得到高分辨率的轉子位置信息，并在角度零階估算算法的基礎上，設計優(yōu)化算法，以提高估算精度。
　　矢量控制系統(tǒng)中，需要實時獲得三相電流信息。出于成本考慮，本文使用采樣電阻取代電流霍爾傳感器。研究逆變橋臂串聯(lián)三電阻和MOSFET導通電阻采樣算法，著重分析電流采樣點分布，提高最大調(diào)制比以獲得直流母線電壓高利用率；研究單電阻采樣相電流重構算法，通過有效矢量插入解決非

3、觀測區(qū)電流采樣難點，實現(xiàn)全區(qū)域采樣。
　　對于由蓄電池組供電的電機驅(qū)動系統(tǒng)，電機的轉速輸出受直流電源測電壓的限制。為拓寬電機的調(diào)速范圍，設計了基于直流母線電壓反饋的弱磁升速方案；為保證電機控制系統(tǒng)在位置傳感器故障情況下仍具有驅(qū)動能力，研究了無位置傳感器的永磁電機驅(qū)動技術；考慮基于傳統(tǒng)反電動勢法存在起動困難問題，提出了短時電壓矢量注入的起動方式；同時分析了二極管續(xù)流對反電動勢過零檢測的影響，提出提前導通交叉換相的換相策略；為提高電機