【摘要】：永磁同步電機(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)以其體積小、功率密度大和效率高等優(yōu)勢,在電氣傳動和伺服系統(tǒng)中得到廣泛應用。目前,PMSM無位置傳感器算法主要劃分為兩類,一類適用于零低速,依靠電機的凸極特性來實現(xiàn);另一類適用于中、高速,依靠電機的基頻模型來實現(xiàn)。但受各自機理的限制,每種單一無位置算法很難滿足電機從靜止到額定轉速的運行需求。因此,本文設計了脈振高頻電壓注入法與滑模觀測器法相結合的復合算法,以實現(xiàn)PMSM額定轉速內(nèi)的無位置傳感器控制,主要工作內(nèi)容如下:在i_d=0的控制策略基礎上,研究滑模觀測器法用于PMSM的中、高速運行。針對傳統(tǒng)滑模觀測器存在的抖振和低速問題,設計了自適應反饋增益滑模觀測器,通過將估計反電動勢的反饋值引入電流觀測方程,并合理設計自適應率,使滑模觀測器的等效控制量不再受轉速影響,而等于轉子永磁體磁鏈和所選控制參數(shù)的比值。通過選取合適的控制參數(shù),可以獲得更好的低速性能,同時也方便了滑模增益系數(shù)的設計,避免增益系數(shù)取值過大帶來低速抖振嚴重的問題,并通過仿真和實驗驗證了所提改進方法的有效性。針對滑模觀測器法在零低速時會失效的問題,研究了脈振高頻電壓注入法以實現(xiàn)電機零速起動至低速運行。分析了傳統(tǒng)脈振高頻電壓注入法存在的問題,分別對濾波環(huán)節(jié)、載波信號恢復環(huán)節(jié)進行了改進。為了補償數(shù)字控制系統(tǒng)固有延遲造成的估計角度誤差,采取一種基于電流預測法的補償措施。最后通過仿真和實驗驗證預測電流控制方法對角度補償?shù)挠行�。復合算法的關鍵在于選定轉速切換區(qū)間并采取合適的切換方法。對切換區(qū)間的選取依據(jù)進行了分析,通過實驗獲得最佳的轉速切換區(qū)間。采用加權算法計算切換區(qū)間的位置和速度,避免了兩種算法過渡時出現(xiàn)位置和轉速跳變的情況。最終通過實驗,驗證所研究的復合算法能夠實現(xiàn)PMSM由靜止至額定轉速的全速范圍無位置傳感器控制。
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM341
【圖文】：

永磁同步電機的轉子磁極結構隨永磁材料性能的不同和應用領域的差異而具逡逑有多種方案。按照永磁體的分布位置分為以下三種：表貼式、內(nèi)嵌式和內(nèi)置式，結逡逑構幣意圖如圖１－１所不。逡逑（ａ）表貼式邐（ｂ）內(nèi)嵌式邐（ｃ）內(nèi)置式逡逑圖１－１永磁同步電機轉子結構逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ邋Ｍａｇｎｅｔ邋ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ邋ｍｏｔｏｒ邋ｒｏｔｏｒ逡逑圖１－１⑷為表貼式永磁同步電機（Ｓｕｒｆａｃｅ邋Ｍｏｕｎｔｅｄ邋Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ邋Ｍａｇｎｅｔ逡逑Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ邋Ｍｏｔｏｒ，邋ＳＰＭＳＭ），由于永磁材料的相對回復磁導率十分接近于１，其逡逑交、直軸電感相同，且與轉子位置無關，所以表貼式永磁同步電機屬于隱極電機，逡逑這種結構的永磁磁極易于實現(xiàn)最優(yōu)化設計，電機氣隙磁密正弦度較高，并因其結構逡逑簡單、價格便宜而被廣泛應用在中低速、小功率場合（洗衣機、空調壓縮機）。圖１－逡逑１（ｂ）為內(nèi)嵌式永磁同步電機（Ｉｎｓｅｔ邋Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ邋Ｍａｇｎｅｔ邋Ｓｙｓｃｈｒｏｎｏｕｓ邋Ｍｏｔｏｒ，ＩＰＭＳＭ），逡逑２逡逑

數(shù)學模型逡逑的ＰＭＳＭ交、直軸電感不同，進而在建立數(shù)學模先建立ＩＰＭＳＭ的數(shù)學模型，對于ＳＰＭＳＭ定子電數(shù)學模型可以看作ＩＰＭＳＭ的特殊情況和簡化。ＰＭ變量的復雜系統(tǒng)Ｉ６２】，為方便分析，建立ＰＭＳＭ數(shù)設［６３］：逡逑心飽和的影響，磁路可看作是線性的；逡逑組三相對稱，轉子上沒有阻尼繞組；逡逑滯和渦流損耗；逡逑磁體在氣隙中產(chǎn)生的磁場呈正弦分布；逡逑的阻值、電感都是恒定的，且＝邋＝札＝凡，逡逑機的繞組示意圖如圖２－１所示，ＯＡ、ＯＢ、ＯＣ為的參考線，建立ＡＢＣ三相靜止坐標系。設定轉子軸線的電氣角度為０，角位移或角速度的正方向

【參考文獻】

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本文編號：2714948