空调压缩机无位置传感器PMSM变结构矢量控制系统

发布时间：2017-12-13 08:34

本文关键词：空调压缩机无位置传感器PMSM变结构矢量控制系统

【摘要】：近年来,基于感应电动机的空调压缩机变频空调逐渐成为市场主流,虽一定程度迎合了人们对节能减排与高效性能的要求,但仍难以摆脱感应电机本身固有的起动电流过大、功率因数较低等技术瓶颈。采用基于永磁同步电动机(PMSM)的变频空调由于转子为永磁体而无需励磁,效率和功率因数明显提高,节能效果更佳,因此在变频空调研究领域成为新的热点问题。但在驱动空调压缩机矢量控制系统中,呈周期性波动的负载转矩使得转速产生同周期的脉动,在低速运行时,速度脉动引起的整个空调系统框架的振动、高噪声等现象尤其明显,同时降低了系统的效率。本文在分析了这类周期性负载扰动引起电机波动的基础上,主要针对空调压缩机永磁同步电机无位置传感器矢量控制系统进行研究,永磁同步电机矢量控制系统需要较精确的转子位置信息,而空调压缩机内高温高压的恶劣环境决定了不能采用传统的位置检测传感器。因此寻找一种既简单又可靠的无位置传感器控制方法就显得尤为重要。考虑到传统滑模观测器由于开关时间与空间上的滞后现象,估算电流会沿实际值上下震荡。为进一步提高永磁同步电机滑模观测器位置辨识精度,利用饱和函数取代开关函数,通过恰当选择边界层的厚度来有效削弱抖振。另外,传统滑模观测器速度估算过程中反电动势通过低通滤波器获取,而低通滤波器环节会导致相位延迟,该延迟与低通滤波器相位响应密切相关,截止频率越低,对应固有频率相延迟越大。且传统滑模观测器中滤波器环节截止频率为常值,需利用相位延迟表来存储大容量相移值,某种程度上限制了其工程应用,因此,本文设计一种新型的截止频率随转速变化的低通滤波器,有效解决这一问题。其次,运用锁相环技术在观测器估算出反电动势之后,进行磁极位置的计算,从而消除了计算噪声。最后本文对永磁同步电机无位置矢量控制系统中传统滑模观测器和新型滑模观测器进行估算的电流、位置、位置误差以及锁相环的估计转速进行对比仿真研究。并在此基础之上完成了以TMS320F28335为核心的适用于驱动空调压缩机的永磁同步电机驱动器的硬件电路设计及软件程序开发。同时在搭建的实验平台上完成了本文设计的新型滑模观测器对永磁同步电机低速和高速位置精确辨识。仿真结果和实验数据证明了本文所改进的无位置永磁同步电机矢量控制方案的可行性和有效性,并且具有一定的工程实践意义。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB657.2

【参考文献】

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1 佘致廷;袁俊波;郑勇;彭永进;;交互式模型参考自适应PMSM速度辨识[J];电气传动;2011年03期

2 陈振;刘向东;靳永强;戴亚平;;采用扩展卡尔曼滤波磁链观测器的永磁同步电机直接转矩控制[J];中国电机工程学报;2008年33期

3 张猛;肖曦;李永东;;基于区域电压矢量表的永磁同步电机直接转矩预测控制[J];清华大学学报(自然科学版);2008年01期

4 程飞;过学迅;别辉;;电动车用永磁同步电机的双模糊控制研究[J];中国电机工程学报;2007年18期

5 齐放;邓智泉;仇志坚;王晓琳;;基于MRAS的永磁同步电机无速度传感器[J];电工技术学报;2007年04期

6 刘栋良;赵光宙;;无速度传感器永磁同步电动机反馈线性控制研究[J];仪器仪表学报;2006年09期

7 董富红;;无刷直流电动机自适应神经元模糊控制系统[J];江南大学学报;2006年04期

8 贾洪平;孙丹;贺益康;;基于滑模变结构的永磁同步电机直接转矩控制[J];中国电机工程学报;2006年20期

9 佘致廷;肖岸文;孙炜;王耀南;彭永进;;基于MRAS理论的无速度传感器直接转矩控制调速系统[J];电工技术学报;2006年04期

10 吴春华;陈国呈;孙承波;;基于滑模观测器的无传感器永磁同步电机矢量控制系统[J];电工电能新技术;2006年02期