低成本永磁同步电机低频运行性能研究

发布时间：2020-08-10 14:57

【摘要】：永磁同步电机凭借其结构简单,永磁体设计相对灵活等优势,被广泛应用于各个领域。为了降低PMSM控制器的成本并实现可靠控制,采用开关型霍尔传感器作为位置传感器。由于霍尔传感器只能提供离散的位置信号,在低频运行时无法获得准确的位置信息。为了防止PMSM驱动器逆变桥上下桥臂直通,需要在上下桥臂植入死区,同时也带来了转矩脉动的问题。因此研究基于霍尔传感器的PMSM低频运行时的高精度控制具有重要意义。论文首先对开关型霍尔传感器在PMSM低速时无法准确估测转子位置的原因进行分析,对于传统的基于电机机械模型的矢量观测器进行性能评估,构造了一种基于反电动势模型的矢量观测器。通过对观测位置误差进行校正作为基于霍尔一阶算法的速度估测补偿,来实现更好的低速运行效果。实验结果表明,该方法有效减小了低速运行时电机的抖动,采用该方法在实验平台实现了低速平稳运行。然后,针对传统V/F开环启动控制策略的不足,采用了一种转速环开环,电流环闭环的I/F流频比控制策略。针对开环启动到切换到矢量控制的过程中出现的电流突变以及转矩抖动原因进行了分析,提出了一种可以平滑过渡的状态切换方法。实验结果表明该方法使得启动电流具有更好的正弦度,并且由于其具有转矩功角自平衡特性,能更快的将转子拖入同步运行。最后,对由于死区效应造成的电压误差及电流谐波进行分析,构造了一种电压误差观测器。通过电压误差观测器观测结果结合电机方程解耦项对由于死区效应造成的电压畸变进行补偿。通过仿真验证了采用的电压误差补偿观测器的补偿效果,采用观测器对死区效应造成的电压误差进行补偿后,电机相电流的THD从3.29%降到2.61%。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM341
【图文】：

转速估算,转速环,法相,插值法

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文时电机转速的检测。该方法是将实际位置反馈脉冲同利用锁相环相减，两者之间的差值通过误差放大器来实现转速的计算，以解速度检测误差增大的问题。献[7]介绍了懫用基于最优状态估计的卡尔曼滤波估算方法，其控-2 所示。系统懫用永磁同步电动机在 1024ppr 编码器的条件下实现速的稳定运行，但速度波动较大，约为 1r/min。Sung-Yoon Jung性霍尔传感器结合了一种改进的锁相环（ANF-PLL）也实现了较，能够在 10r/min 稳定运行。

全维状态观测器,交流伺服系统,神经网络控制

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文信号线性化矫正，方法简单易行，能够实现 5rad/s 的平稳运行况下注入高频信号会带来转矩波动，这带来额外的噪声和振动基于精确的直流母线电压补偿乃至直接的电压测量，以及测量的使用增强了无位置传感控制系统的鲁棒性，通过 BEMF 基础使用有效的改善了控制网络。

结构图,神经网络观测器,结构图,永磁同步电机

- 7 -图 1-5 采用神经网络观测器结构图基于低分辨率位置传感器的 PMSM 控制方法到非模型法，从开环到闭环，根据不同的需法等插值法以及滤波器法等非模型法虽然能定控制，但是估算结果噪声含量较高且滞后观测器转速估算方法不仅能对安装误差有更置估算精度，降低转速估算误差，为拓展电文拟采用观测器法实现永磁同步电机低频控脉动的国内外研究现状中永磁同步电机转矩脉动是产生电磁噪声和服永磁同步电机的转矩脉动一直是国内外研

【参考文献】