基于高频注入法的永磁同步电机无传感器控制技术研究

admin · 发表于 2022-9-29 20:19:36

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永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Machine，PMSM)由于无需励磁电流、功率密度高以及转子无需励磁绕组，使得它在过去的几十年内得到越来越广泛的应用。传统的方法是通过机械式传感器来测量转子的速度和位置，但机械式传感器对环境有着严格的要求，电磁干扰、温度、湿度、振动对它的测量精度都有影响，特别对某些航空伺服电机，长期工作在恶劣、复杂的环境中，研究无传感器控制技术将大大提高整个系统的可靠性。本课题以多电飞机的启动发电机为研究对象，对同步电机无位置传感器控制技术进行研究。为了解决新型无位置传感器永磁同步电机的启动题目，提出了一种在电机静止状态下检测转子初始位置的新方法。此外，提出一种实用的无传感器控制方法，为解决包括具有结构性凸极及饱和性凸极在内的永磁同步电机转子位置检测研究提供了一定的参考依据，为永磁同步电机无传感器控制系统在全速范围内可靠运行奠定了基础。本文的主要工作内容和研究成果如下：一，分析了永磁同步电机的基本结构并建立其数学模型，推导了基于凸极跟踪的高频信号注入法的转子检测新方法，提出了一种实用的永磁同步电机无传感器控制方法，并且建立基于MATLAB/SIMULINK仿真模型，验证了该方法进行转速及位置检测的有效性。二，深入分析了基于旋转高频信号注入法优点与不足，构建了基于旋转高频信号注入法加反电动势法的转子位置检测的复合控制方法，即低速时采用旋转高频信号注入法保证低速时的跟踪精度，高速时采用反电动势法确保快速的动态响应，确保了在包含零速在内的全速范围内均能实现转子位置与速度的准确检测。三，构建了以TMS320F2812 DSP为控制核心的永磁同步电机无位置传感器矢量控制实验平台。进行了控制、驱动及功率电路设计，并且针对高频电流信号检测与处理、滤波电路设计等环节的实现方法、参数选取和关键技术进行了深入的分析和讨论。实验结果表明，所提方法能够准确有效夫的检测出转子位置和速度。

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