永磁同步电机系统的SVPWM死区补偿与无速度传感器控制研究

发布时间：2017-12-15 16:13

  本文关键词：永磁同步电机系统的SVPWM死区补偿与无速度传感器控制研究

  更多相关文章： 永磁同步电机 空间矢量脉宽调制技术 死区效应 扩张状态观测器 伺服系统 无速度传感器控制 波轮式洗衣机

【摘要】：随着现代交流电机控制技术、电力电子技术、与微处理芯片的飞速发展,永磁同步电机调速系统在工业机器人、电动汽车、家电等各个领域都得到了广泛应用。为了提升系统的性能、节约硬件成本以及满足某些特殊场合的需求,死区效应补偿和无速度传感器技术一直是电机控制领域的研究热点。本文的工作主要分为两个部分：首先,本文详细分析了SVPWM应用中死区时间对电机调速系统带来的不利影响,提出了一种基于扩张状态观测器的死区效应补偿方案,并进行了仿真与实验验证。同时,本文针对现有的无速度传感器技术进行了研究和分析,设计了一种新型的基于控制功率因素角的无速度传感器控制方案,并在波轮式洗衣机上进行了测试。本文首先对目前交流调速系统的发展概况做了简要介绍,并分别对国内外现有的死区补偿方案以及无速度传感器控制技术进行了概括性的分析与介绍。接着以电机矢量为基础详细分析了永磁同步电机的数学模型,并对现有的两大基本控制策略进行了介绍。随后本文系统的分析了SVPWM应用时加入死区时间的原因以及其对电机调速系统带来的不利影响,并给出了死区时间等效到电机控制系统中的数学模型。然后本文针对永磁同步电机驱动系统的应用设计了一种基于扩张状态观测器的死区补偿方案,并分别在MATLAB/SIMULINK和某伺服产品上与PI控制策略进行了仿真与实验对比验证,结果表明本文所提出的方案对死区效应有着较好的抑制效果。同时,本文对基于电机反电动势(或感应电动势)法以及高频信号注入法这两大类无速度传感器技术进行了研究,并详细分析了几种代表性的无速度传感器技术方案,其中包括基于电机数学模型的开环估计法、基于滑模观测器的闭环估计法和基于凸极效应的高频脉振电压注入法等。最后,本文提出了一种新型的基于控制功率因素角的无速度传感器控制方案,并在某波轮式洗衣机上进行了实验验证。同时本文针对实际应用需求给出了闭环运行时一种实用的电机转子位置估算方法。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM341;TP212

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本文编号：1292586