永磁同步電機(jī)無(wú)傳感器矢量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著電力電子器件和微處理器的推出，現(xiàn)代控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，交流傳動(dòng)系統(tǒng)在工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。永磁同步電機(jī)(PMSM)由于具有效率高、密度大、轉(zhuǎn)子損耗小等優(yōu)點(diǎn)而成為交流傳動(dòng)系統(tǒng)的主流電機(jī)。檢測(cè)磁極位置和轉(zhuǎn)速的傳感器的安裝，會(huì)給永磁同步電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)帶來(lái)造價(jià)提高、體積增大、易受干擾等一系列問(wèn)題。因此，無(wú)位置傳感器已經(jīng)成為電氣傳動(dòng)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。本文在深入研究永磁同步電機(jī)和矢量控制原理的基礎(chǔ)上，提出了實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器矢

2、量控制系統(tǒng)的方法。
　　本文首先建立了永磁同步電機(jī)在各個(gè)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，分析了轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向矢量控制(FOC)和空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的原理，建立了永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。
　　提出了基于反電動(dòng)勢(shì)(EMF)方案和基于模型參考自適應(yīng)(MRAS)超穩(wěn)定性方案兩種應(yīng)用于永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器矢量控制系統(tǒng)的方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子位置角和轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)在線估算。基于電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)方案根據(jù)永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，從易于測(cè)量的電

3、機(jī)的定子電壓、電流估算出電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)，進(jìn)而推算出轉(zhuǎn)子的位置和轉(zhuǎn)速。MRAS超穩(wěn)定性方案選擇永磁同步電機(jī)作為參考模型，電機(jī)的電流模型作為可調(diào)模型，采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)對(duì)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置角進(jìn)行辨識(shí)。
　　對(duì)兩種估算方案分別進(jìn)行了Matlab/Simulink仿真和分析，針對(duì)兩種估算方案在動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)精度上各自的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了一種聯(lián)合估算方案。仿真結(jié)果表明，該方案既具有MRAS超穩(wěn)定性方案穩(wěn)態(tài)誤差小的特點(diǎn)，又具有反電動(dòng)勢(shì)方案動(dòng)態(tài)響應(yīng)快的特點(diǎn)，