【摘要】：轉(zhuǎn)子永磁同步電動(dòng)機(jī)(PMSM)因體積小、功率密度高、驅(qū)動(dòng)性能可靠成為交流傳動(dòng)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),與定子永磁型無刷電機(jī)相比,具有結(jié)構(gòu)簡單、控制容易的優(yōu)點(diǎn)。在數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,磁場定向控制和直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)進(jìn)一步提高了交流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)性能。傳統(tǒng)交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子位置信息和轉(zhuǎn)速的獲取通常采用位置傳感器法。位置傳感器多采用光電編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器和磁編碼器等,該類型編碼器雖能獲取高分辨轉(zhuǎn)子位置信息,但因其成本高、體積大,制約了在低成本驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和精密驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域的應(yīng)用,且編碼器繁多的接口線路更易引發(fā)位置傳感器的故障問題。為解決位置傳感器的性能限制,無位置傳感器驅(qū)動(dòng)技術(shù)成為該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文正是基于此,提出一種永磁同步電機(jī)電機(jī)零速和低速無傳感器控制方法。該無位置控制技術(shù)稱為永磁同步電動(dòng)機(jī)直接磁鏈控制(Direct Flux Control,DFC)。對(duì)于直接磁鏈控制方法,需要檢測(cè)電機(jī)中性點(diǎn)和假想中性點(diǎn)之間的不同電壓。利用這些電壓值將磁鏈信號(hào)提取為電壓信號(hào),通過控制磁鏈信號(hào)來預(yù)估電轉(zhuǎn)子的位置。DFC法是一種基于不對(duì)稱特性和電機(jī)結(jié)構(gòu)凸極性的連續(xù)激勵(lì)方法。本文通過仿真和實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)直接磁鏈控制方法的性能進(jìn)行驗(yàn)證。仿真階段主要采用MATLAB/simulink模塊與S函數(shù)相結(jié)合的方式,在建立磁鏈觀測(cè)器的基礎(chǔ)上,建立基于轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)的永磁同步電動(dòng)機(jī)無位置控制系統(tǒng),驗(yàn)證所提無位置控制技術(shù)的合理性和有效性。最后,本文設(shè)計(jì)并搭建了基于DSP的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),即SPMSM和IPMSM實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并完成了 DSP相關(guān)程序的設(shè)計(jì)與編寫。測(cè)試平臺(tái)采用TI公司的TMS320F2812型DSP數(shù)字信號(hào)處理芯片作為控制器,驗(yàn)證所提DFC對(duì)結(jié)構(gòu)凸極(SPMSM)和結(jié)構(gòu)非凸極電機(jī)(IPMSM)的通用性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果一致,證明了所提方案的正確性與可行性。
【圖文】：

改進(jìn)型的轉(zhuǎn)子位置、轉(zhuǎn)速和加速度估計(jì)進(jìn)行了詳盡的敘述和分析。羅馬大學(xué)的逡逑Ｆａｂｉｏ邋Ｇｉｕｌｉｉ邋Ｃａｐｐｏｎｉ首次將矢量追蹤觀測(cè)器用于霍爾傳感器驅(qū)動(dòng)的永磁同步電動(dòng)機(jī)ｐｓ］，逡逑其控制框圖如圖１－２所示：逡逑向量邐￣邋－逡逑差乘邐”１邋＋邐．邋邐邋Ａ逡逑［Ｌ…．－－－．．．－－．．．（＾｜邐逡逑圖１－２矢量追蹤觀測(cè)器法轉(zhuǎn)子位置預(yù)估框圖逡逑由圖１－２可知，矢量追蹤觀測(cè)器分為三部分：霍爾信號(hào)偏差模塊、控制器逡逑模塊和帶轉(zhuǎn)矩前饋輸入的機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)模塊�；魻栃盘�(hào)偏差模塊將二維ａ卩空間逡逑靜止坐標(biāo)系內(nèi)的霍爾信號(hào)與轉(zhuǎn)子位置預(yù)估信號(hào)做差，見公式（１－１）。控制器則為逡逑比例－積分－微分環(huán)節(jié)。機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)模塊是依據(jù)電機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程建立，在此逡逑基礎(chǔ)上引入前饋轉(zhuǎn)矩輸入，，提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。矢量追蹤觀測(cè)器可以零速逡逑或低速時(shí)平穩(wěn)啟動(dòng)，具有良好的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。但觀測(cè)器系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定以逡逑－３－逡逑

電機(jī)模型以及磁場定向控制中頗為重要的電壓電流調(diào)制技術(shù)一ＳＶＰＷＭ技術(shù)。逡逑２．１永磁無刷電機(jī)數(shù)學(xué)模型逡逑為簡化分析，簡化的永磁無刷電機(jī)如圖２－１所示，圖中三個(gè)霍爾位置傳感逡逑器為＃、／／：、Ｎ和Ｓ分別代表轉(zhuǎn)子磁極，０，．ｅ代表轉(zhuǎn)子位置電角度，當(dāng)前逡逑電機(jī)為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（ＣＣＷ）。逡逑ｂｓ－ａｘｉｓ邐Ｈｘ逡逑ｃｓ－ａｘｉｓ邐＼ｄ－ａｘｉｓ逡逑圖２－１永磁無刷電機(jī)簡圖逡逑永磁無刷電機(jī)的電壓性能方程［２９］為：逡逑＇邋ａｂｃｓ邋ｒｓ＾ａｂｃｓ邋＋邋＾＾ａｂｃｓ邐（２－１）逡逑其中，Ｊ為定子幢矢量ｖ，定逡逑子電流矢量／或是磁鏈?zhǔn)噶坑帧ｅ义想姍C(jī)磁鏈方程為：逡逑入ａｂｃｓ邋＾邋ｓ＇ａｂｃｓ邋＋邐（２－２）逡逑式中，定子自感矩陣矣為：逡逑Ｌ！ｓ邋＋邋Ｌｍ邋－Ｑ．５Ｌｍ邋－０．５Ｌｍ逡逑４＝邋－０－５１，？邋Ｌｋ邋＋邋Ｌｍ邋－０．５Ｌｍ逡逑－０．５Ｌｍ邐－０．５Ｌｒａ邐Ｌｌｓ＋Ｌｍ＿逡逑其中，＆和分別表示電機(jī)定子漏感和勵(lì)磁電感。逡逑－６－逡逑
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM341

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 劉英培;萬健如;沈虹;李光葉;袁臣虎;;基于EKF PMSM定子磁鏈和轉(zhuǎn)速觀測(cè)直接轉(zhuǎn)矩控制[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2009年12期

2 劉和平;鄧力;鄭群英;周有為;劉林;汪同斌;鐘波;;基于矢量控制的電動(dòng)轎車感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2007年11期

3 漆漢宏;張婷婷;李珍國;魏艷君;;基于DITC的開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)最小化研究[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2007年07期

4 李鴻儒,顧樹生;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PMSM速度和位置自適應(yīng)觀測(cè)器的設(shè)計(jì)[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2002年12期

本文編號(hào)：2592519