本文關(guān)鍵詞：空調(diào)壓縮機(jī)無位置傳感器PMSM變結(jié)構(gòu)矢量控制系統(tǒng)

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【摘要】：近年來,基于感應(yīng)電動機(jī)的空調(diào)壓縮機(jī)變頻空調(diào)逐漸成為市場主流,雖一定程度迎合了人們對節(jié)能減排與高效性能的要求,但仍難以擺脫感應(yīng)電機(jī)本身固有的起動電流過大、功率因數(shù)較低等技術(shù)瓶頸。采用基于永磁同步電動機(jī)(PMSM)的變頻空調(diào)由于轉(zhuǎn)子為永磁體而無需勵磁,效率和功率因數(shù)明顯提高,節(jié)能效果更佳,因此在變頻空調(diào)研究領(lǐng)域成為新的熱點(diǎn)問題。但在驅(qū)動空調(diào)壓縮機(jī)矢量控制系統(tǒng)中,呈周期性波動的負(fù)載轉(zhuǎn)矩使得轉(zhuǎn)速產(chǎn)生同周期的脈動,在低速運(yùn)行時,速度脈動引起的整個空調(diào)系統(tǒng)框架的振動、高噪聲等現(xiàn)象尤其明顯,同時降低了系統(tǒng)的效率。本文在分析了這類周期性負(fù)載擾動引起電機(jī)波動的基礎(chǔ)上,主要針對空調(diào)壓縮機(jī)永磁同步電機(jī)無位置傳感器矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行研究,永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)需要較精確的轉(zhuǎn)子位置信息,而空調(diào)壓縮機(jī)內(nèi)高溫高壓的惡劣環(huán)境決定了不能采用傳統(tǒng)的位置檢測傳感器。因此尋找一種既簡單又可靠的無位置傳感器控制方法就顯得尤為重要�？紤]到傳統(tǒng)滑模觀測器由于開關(guān)時間與空間上的滯后現(xiàn)象,估算電流會沿實際值上下震蕩。為進(jìn)一步提高永磁同步電機(jī)滑模觀測器位置辨識精度,利用飽和函數(shù)取代開關(guān)函數(shù),通過恰當(dāng)選擇邊界層的厚度來有效削弱抖振。另外,傳統(tǒng)滑模觀測器速度估算過程中反電動勢通過低通濾波器獲取,而低通濾波器環(huán)節(jié)會導(dǎo)致相位延遲,該延遲與低通濾波器相位響應(yīng)密切相關(guān),截止頻率越低,對應(yīng)固有頻率相延遲越大。且傳統(tǒng)滑模觀測器中濾波器環(huán)節(jié)截止頻率為常值,需利用相位延遲表來存儲大容量相移值,某種程度上限制了其工程應(yīng)用,因此,本文設(shè)計一種新型的截止頻率隨轉(zhuǎn)速變化的低通濾波器,有效解決這一問題。其次,運(yùn)用鎖相環(huán)技術(shù)在觀測器估算出反電動勢之后,進(jìn)行磁極位置的計算,從而消除了計算噪聲。最后本文對永磁同步電機(jī)無位置矢量控制系統(tǒng)中傳統(tǒng)滑模觀測器和新型滑模觀測器進(jìn)行估算的電流、位置、位置誤差以及鎖相環(huán)的估計轉(zhuǎn)速進(jìn)行對比仿真研究。并在此基礎(chǔ)之上完成了以TMS320F28335為核心的適用于驅(qū)動空調(diào)壓縮機(jī)的永磁同步電機(jī)驅(qū)動器的硬件電路設(shè)計及軟件程序開發(fā)。同時在搭建的實驗平臺上完成了本文設(shè)計的新型滑模觀測器對永磁同步電機(jī)低速和高速位置精確辨識。仿真結(jié)果和實驗數(shù)據(jù)證明了本文所改進(jìn)的無位置永磁同步電機(jī)矢量控制方案的可行性和有效性,并且具有一定的工程實踐意義。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB657.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1284523