本文關鍵詞：永磁同步電機系統(tǒng)的SVPWM死區(qū)補償與無速度傳感器控制研究

  更多相關文章： 永磁同步電機 空間矢量脈寬調制技術 死區(qū)效應 擴張狀態(tài)觀測器 伺服系統(tǒng) 無速度傳感器控制 波輪式洗衣機

【摘要】：隨著現(xiàn)代交流電機控制技術、電力電子技術、與微處理芯片的飛速發(fā)展,永磁同步電機調速系統(tǒng)在工業(yè)機器人、電動汽車、家電等各個領域都得到了廣泛應用。為了提升系統(tǒng)的性能、節(jié)約硬件成本以及滿足某些特殊場合的需求,死區(qū)效應補償和無速度傳感器技術一直是電機控制領域的研究熱點。本文的工作主要分為兩個部分：首先,本文詳細分析了SVPWM應用中死區(qū)時間對電機調速系統(tǒng)帶來的不利影響,提出了一種基于擴張狀態(tài)觀測器的死區(qū)效應補償方案,并進行了仿真與實驗驗證。同時,本文針對現(xiàn)有的無速度傳感器技術進行了研究和分析,設計了一種新型的基于控制功率因素角的無速度傳感器控制方案,并在波輪式洗衣機上進行了測試。本文首先對目前交流調速系統(tǒng)的發(fā)展概況做了簡要介紹,并分別對國內(nèi)外現(xiàn)有的死區(qū)補償方案以及無速度傳感器控制技術進行了概括性的分析與介紹。接著以電機矢量為基礎詳細分析了永磁同步電機的數(shù)學模型,并對現(xiàn)有的兩大基本控制策略進行了介紹。隨后本文系統(tǒng)的分析了SVPWM應用時加入死區(qū)時間的原因以及其對電機調速系統(tǒng)帶來的不利影響,并給出了死區(qū)時間等效到電機控制系統(tǒng)中的數(shù)學模型。然后本文針對永磁同步電機驅動系統(tǒng)的應用設計了一種基于擴張狀態(tài)觀測器的死區(qū)補償方案,并分別在MATLAB/SIMULINK和某伺服產(chǎn)品上與PI控制策略進行了仿真與實驗對比驗證,結果表明本文所提出的方案對死區(qū)效應有著較好的抑制效果。同時,本文對基于電機反電動勢(或感應電動勢)法以及高頻信號注入法這兩大類無速度傳感器技術進行了研究,并詳細分析了幾種代表性的無速度傳感器技術方案,其中包括基于電機數(shù)學模型的開環(huán)估計法、基于滑模觀測器的閉環(huán)估計法和基于凸極效應的高頻脈振電壓注入法等。最后,本文提出了一種新型的基于控制功率因素角的無速度傳感器控制方案,并在某波輪式洗衣機上進行了實驗驗證。同時本文針對實際應用需求給出了閉環(huán)運行時一種實用的電機轉子位置估算方法。
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM341;TP212

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