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内嵌式永磁同步电机无传感器控制技术研究
资料介绍
永磁同步电机(PMSM)由于其优异的特性,广泛应用于纺织、冶金、矿业等工业场合。目前永磁同步电机的控制系统多使用矢量控制策略,需要使用位置传感器实时监测电机转子位置,这不但增添了系统成本,还降低了系统的可靠性。本文的研究内容是无传感器控制系统,着重讨论用于低速状态运行的基于高频旋转电压注入法的无传感器内嵌式永磁同步电机控制系统。
本文首先分析了高频旋转电压注入法的基本原理,通过分析高频注入下的电机模型,构建电流响应方程,利用带通滤波器及同步参考系滤波器提取高频响应电流,并最终提取包含有转子位置信息的载波电流分量。
其次以载波电流分量作为输入量,采用伦伯格观测器对电机转子的电角度进行估算。研究补偿滤波器导致的估算误差的方法;建立磁饱和状态下的电感模型,分析IPMSM电机磁饱和状态下的高频响应电流,提取并利用高频响应电流的二次正序分量进行磁极极性补偿;分析了磁饱和影响下的位置估算误差以及最大转矩电流比控制下的误差;建立了IPMSM的多重凸极模型,分析了多凸极性对位置估算的影响,并通过离线测量的方法对主要凸极进行了补偿。利用Matlab仿真软件,在前文分析的基础上,搭建无传感控制系统,并对理论部分进行了仿真验证。
最后设计了基于高频旋转注入法的无传感器IPMSM控制系统,建立了基于英飞凌XMC4500单片机的硬件实验平台;使用C语言对相应的软件代码进行编写,并通过实验验证了本文理论的可行性。
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