永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置自檢測(cè)方法研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著高性能永磁材料的出現(xiàn)以及電力電子技術(shù)、電機(jī)控制技術(shù)的快速發(fā)展，永磁同步電機(jī)(PMSM)被越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于民用、工業(yè)和軍事等各種交流調(diào)速場(chǎng)合。常用的永磁同步電機(jī)控制方法有矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制，兩種方法都需要對(duì)轉(zhuǎn)子位置信息進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。而檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置時(shí)機(jī)械式位置傳感器的使用通常會(huì)增加硬件成本、可靠性一般也不高，對(duì)于空調(diào)壓縮機(jī)、冰箱壓縮機(jī)以及風(fēng)機(jī)、水泵驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等一些對(duì)成本較敏感且工作環(huán)境較惡劣的場(chǎng)合，更加限制了機(jī)械式傳感器的使

2、用。因此本文研究采用軟件估算的方法替代機(jī)械式傳感器對(duì)轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行檢測(cè)。
　　本文以正弦波驅(qū)動(dòng)的永磁同步電動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象，通過(guò)進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn)兩種方式對(duì)永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的無(wú)位置傳感器轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)進(jìn)行研究。
　　主要工作內(nèi)容和結(jié)論：
　　首先，在靜止和動(dòng)態(tài)坐標(biāo)系下建立了永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，深入研究滑模觀測(cè)器的工作原理，對(duì)傳統(tǒng)滑模觀測(cè)器進(jìn)行改進(jìn)，引入電機(jī)反電勢(shì)系數(shù)l，設(shè)計(jì)出新型的滑模觀測(cè)器。
　　其次，在MA

3、TLAB/simulink中搭建了電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)控制系統(tǒng)和新型滑模觀測(cè)器的仿真模型，在該仿真模型上進(jìn)行了相關(guān)仿真研究，主要包括：(1)穩(wěn)定性仿真分析（對(duì)電機(jī)電參數(shù)和機(jī)械參數(shù)影響進(jìn)行了穩(wěn)定性分析）；(2)新型滑模觀測(cè)器觀測(cè)性能仿真分析；(3)反電勢(shì)反饋系數(shù)l的引入的仿真分析。仿真顯示：相比傳統(tǒng)滑模觀測(cè)器，新型滑模觀測(cè)器能夠在一定程度上拓寬轉(zhuǎn)速范圍，改善了采用無(wú)位置傳感器算法運(yùn)行時(shí)電機(jī)的低速性能。引入合適的反電勢(shì)反饋系數(shù)l能夠有效降低估算延

4、遲，減小轉(zhuǎn)子位置估算誤差。新型滑模觀測(cè)器能在電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速25r/min~3000r/min范圍內(nèi)準(zhǔn)確估算出永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信息。25r/min額定參數(shù)空載運(yùn)行時(shí)估算轉(zhuǎn)子位置誤差可達(dá)-8°~4°，3000r/min額定參數(shù)空載運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子位置估算誤差范圍-4.2°~4.5°。
　　最后，以TI公司的TMS320F28335 DSP為控制核心，對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)，并在該平臺(tái)上編寫(xiě)了矢量控制(SVPWM)和滑模觀測(cè)器等算法