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《郑州轻工业大学》 2019年
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全速范围永磁同步电机无传感器控制系统设计

刘安康  
【摘要】:永磁同步电机具有高效率、高功率密度、较宽调速范围和动态响应快等优点,因而广泛应用于风机、泵机和电动汽车等领域。为了实现对永磁同步电机的高效矢量控制,需要实时获取电机转子的位置和速度信息,而机械传感器存在安装代价高、信号易受干扰、恶劣环境下稳定性差等问题。永磁同步电机驱动系统采用无传感器运行具有可靠性高、系统结构简单、运行环境要求低等优点,能够实现对电机的低成本高效驱动。因此,本文基于表贴式永磁同步电机,对全速度范围的无传感器控制进行理论研究和实验分析。针对传统滑模观测器存在观测精度低、抖振严重和动态性能差等问题,设计一种扩展滑模观测器控制方法,通过将观测得到的扩展反电势估算值反馈至定子电流观测器,并使用一种切换函数代替传统开关函数,选择合适的边界层厚度,使得抖振情况得到明显改善。同时采用带有消除旋转影响环节的锁相环得到转子位置,消除了转速变化的影响,进一步提高了转子位置观测精度。在分析了永磁同步电机“转矩-功角自平衡”原理的基础上,给出I/F控制的相位关系机理,构建了一种低速阶段采用I/F控制策略、中高速阶段采用扩展滑模观测器位置估算策略的复合控制方法,并设计一种电流斜率递减的切换方法,实现了两种控制策略之间的平稳过渡。解决了当电机运行在低速甚至是零速阶段时,由于电机反电势基波含量低,难以通过反电势进行位置信息的提取的问题,实现了全速范围的无传感器控制。为了能够有效验证理论分析,基于TI公司C2000系列TMS320F28335数字处理芯片,对全速范围内永磁同步电机无传感器控制系统进行硬件搭建,并在2.9kW内置式永磁同步电机对拖平台上进行实验,验证了研究方法的有效性。
【学位授予单位】:郑州轻工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TM341

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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