本文關(guān)鍵詞：基于脈振高頻信號注入SPMSM低速無位置傳感器技術(shù)研究

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【摘要】：近年來,永磁同步電機(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)的無位置傳感器控制技術(shù)得到了廣泛的關(guān)注和發(fā)展。由于PMSM無位置傳感器技術(shù)的關(guān)鍵和難點集中在零速和低速階段,并且表貼式永磁同步電機(Surface Mounted Permanent Magnet Synchronous Motor,SPMSM)作為應(yīng)用最廣的一類PMSM,其無位置傳感器控制研究更為迫切。因此,本文基于脈振高頻信號注入法,圍繞SPMSM在零速和低速下的無位置傳感器技術(shù)來展開研究。本文首先介紹了PMSM及其控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,并對現(xiàn)有的PMSM無位置傳感器控制技術(shù)做了重點介紹。其次分析了PMSM的數(shù)學(xué)模型和矢量控制的基本原理,選取了id=0的控制策略。對比分析了逆變器的調(diào)制策略,并為無位置傳感器控制做準備,選取了三相載波SPWM的逆變器調(diào)制方式。搭建了有位置傳感器SPMSM矢量控制仿真模型,仿真結(jié)果驗證了系統(tǒng)具有良好的控制性能。然后研究了SPMSM的“飽和凸極性”和脈振高頻信號注入法的基本原理,結(jié)合三相載波SPWM中的載波頻率成分信號提出一種轉(zhuǎn)子初始位置檢測新方法,從而避免二次注入其它形式的信號來判別轉(zhuǎn)子磁極,有效地改善了現(xiàn)有的無位置傳感器初始位置檢測方法中存在的算法執(zhí)行時間長、實施過程復(fù)雜等缺點。實現(xiàn)了從初始位置檢測到低速起動運行的無位置傳感器控制。另外,考慮逆變器非線性效應(yīng)對無位置傳感器控制估計精度的影響,采用相電壓補償策略以提高無位置傳感器控制的位置估計精度。分別搭建了初始位置檢測、低速起動運行和非線性效應(yīng)補償?shù)姆抡婺Ｐ?仿真結(jié)果驗證了所提方案的正確性和合理性。最后介紹了本文所用實時控制系統(tǒng)實驗平臺,并詳細介紹了軟硬件的設(shè)計思路和流程。針對一臺1.5k W的SPMSM進行了實驗研究,實驗結(jié)果驗證了所提方案的可行性。
【關(guān)鍵詞】：SPMSM 無位置傳感器 脈振高頻信號注入法 三相載波SPWM 非線性效應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM341
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 注釋表12-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 課題研究背景14
• 1.2 PMSM的基本結(jié)構(gòu)14-15
• 1.3 PMSM及其控制技術(shù)概述15-16
• 1.4 PMSM無位置傳感器控制技術(shù)概述16-18
• 1.5 課題意義及本文研究內(nèi)容18-20
• 第二章 基于三相載波SPWM的PMSM矢量控制系統(tǒng)20-29
• 2.1 引言20
• 2.2 PMSM的數(shù)學(xué)模型20-22
• 2.3 基于三相載波SPWM的PMSM矢量控制22-26
• 2.3.1 矢量控制系統(tǒng)的控制策略選擇22-23
• 2.3.2 矢量控制系統(tǒng)的逆變器調(diào)制方式選擇23-26
• 2.4 基于三相載波SPWM的SPMSM矢量控制系統(tǒng)仿真26-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第三章 脈振高頻信號注入法結(jié)合載波頻率成分法的無位置傳感器控制技術(shù)29-45
• 3.1 引言29
• 3.2 脈振高頻信號注入法原理29-32
• 3.3 基于三相載波SPWM的載波頻率成分法原理32-34
• 3.4 轉(zhuǎn)子初始位置檢測34-37
• 3.4.1 轉(zhuǎn)子初始位置收斂35-36
• 3.4.2 轉(zhuǎn)子磁極極性判別與校正36-37
• 3.5 低速無位置傳感器起動運行37
• 3.6 逆變器非線性效應(yīng)對估計精度的影響37-38
• 3.7 仿真分析38-44
• 3.7.1 轉(zhuǎn)子初始位置檢測38-39
• 3.7.2 低速無位置傳感器起動運行39-41
• 3.7.3 逆變器非線性效應(yīng)的補償41-44
• 3.8 本章小結(jié)44-45
• 第四章 實驗系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計45-61
• 4.1 引言45
• 4.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計45-55
• 4.2.1 RT-LAB及其接口電路45-46
• 4.2.2 主功率電路46-49
• 4.2.3 采樣與調(diào)理電路49-51
• 4.2.4 保護與鎖存電路51-55
• 4.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計55-60
• 4.3.1 SM_Master模塊56-58
• 4.3.2 SS_Calculation模塊58-60
• 4.3.3 SC_Console模塊60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第五章 實驗結(jié)果與分析61-68
• 5.1 引言61
• 5.2 三相載波SPWM調(diào)制的有位置傳感器SPMSM矢量控制實驗61-62
• 5.3 低速無位置傳感器控制實驗62-67
• 5.3.1 初始位置檢測實驗62-65
• 5.3.2 低速起動運行實驗65-66
• 5.3.3 逆變器非線性效應(yīng)的補償實驗66-67
• 5.4 本章小結(jié)67-68
• 第六章 總結(jié)與展望68-70
• 6.1 全文工作總結(jié)68
• 6.2 后續(xù)工作展望68-70
• 參考文獻70-74
• 致謝74-75
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和研究成果75-76

【參考文獻】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 張慶;直接轉(zhuǎn)矩控制的異步電機調(diào)速系統(tǒng)仿真研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2006年

2 馮瑛;脈振高頻電流注入永磁同步電機的低速無傳感器矢量控制[D];南京航空航天大學(xué);2012年

3 石龍;基于FPGA的永磁同步電機無傳感器控制系統(tǒng)研究[D];遼寧工業(yè)大學(xué);2014年

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本文編號：1042464