基于改进滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器I/F起动方法

发布时间：2021-11-21 22:15

　　针对传统的永磁同步电机无位置传感器开环起动过程中存在启动电流大、功率因数小、抗负载扰动能力弱的问题,提出了一种基于改进滑模观测器的无位置传感器电流闭环I/F起动策略。起动加速阶段,在电枢绕组中产生幅值固定、频率逐渐增大的旋转电流矢量,使转子加速起动。当转速达到设定值时,检测指令位置角与用改进滑模观测器估算的转子位置角之间的偏差角,当该偏差角低于设定的阈值时,立刻切换至基于改进滑模观测器的无位置传感器电流解耦控制阶段。仿真和实验结果表明,采用所提起动策略后,起动电流可控,切换时刻的电流、转矩平稳无冲击。实验结果也验证了该起动策略能有效避免过流的产生,具有良好的动态性能和一定的抗负载扰动能力。 

【文章来源】：电力自动化设备. 2015,35(08)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

／F起动过程的交轴电流波形0t1t2t3t4t5t61-1交轴电流020406080100t／s

吕础?图15为整个I／F起动过程的速度上升曲线，从图中可以看出，在电机的起动加速阶段，由于dq坐标系与d*q*坐标系间的夹角θL的平均值0°<θL，ave<90°，所以t1~t4时段的转子加速度小于t4~t5时段的转子加速度。转速上升至3000r／min时电磁转矩与负载转矩达到平衡。21-1交轴电流／A020406080100t／s图14I／F起动过程的交轴电流波形Fig.14q-axiscurrentduringI／Fstartup0t1t2t3t4t5t610-1相电流／A246812t／s图11I／F起动阶段至稳定运行阶段的相电流Fig.11PhasecurrentfromI／Fstartupstagetostableoperationstage010图13I／F起动阶段至稳定运行阶段的转子位置Fig.13RotoranglefromI／Fstartupstagetostableoperationstage84转0子位置／radt／s（b）滑模观测器估算的转子位置24681012840t／s（a）真实转子位置24681012转子位置／rad1.20.60交轴电流／A246812t／s图9I／F起动阶段至稳定运行阶段的交轴电流Fig.9q-axiscurrentfromI／Fstartupstagetostableoperationstage10630θ′L／radt／s图10I／F起动阶段至稳定运行阶段中指令位置角与用改进滑模观测器估算的转子位置角之间的偏差角Fig.10DeviationbetweenreferenceangleandMSMO-estimatedanglefromI／Fstartupstagetostableoperationstage24681012400t／s图12I／F起动阶段至稳定运行阶段的速度曲线Fig.12SpeedfromI／Fstartupstagetostableoperationstage2468101222013040-50310转速／（·rmin-1）0第

t2t3t4t5t610-1相电流／A246812t／s图11I／F起动阶段至稳定运行阶段的相电流Fig.11PhasecurrentfromI／Fstartupstagetostableoperationstage010图13I／F起动阶段至稳定运行阶段的转子位置Fig.13RotoranglefromI／Fstartupstagetostableoperationstage84转0子位置／radt／s（b）滑模观测器估算的转子位置24681012840t／s（a）真实转子位置24681012转子位置／rad1.20.60交轴电流／A246812t／s图9I／F起动阶段至稳定运行阶段的交轴电流Fig.9q-axiscurrentfromI／Fstartupstagetostableoperationstage10630θ′L／radt／s图10I／F起动阶段至稳定运行阶段中指令位置角与用改进滑模观测器估算的转子位置角之间的偏差角Fig.10DeviationbetweenreferenceangleandMSMO-estimatedanglefromI／Fstartupstagetostableoperationstage24681012400t／s图12I／F起动阶段至稳定运行阶段的速度曲线Fig.12SpeedfromI／Fstartupstagetostableoperationstage2468101222013040-50310转速／（·rmin-1）0第35卷电力自动化设备

【参考文献】：
期刊论文
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[3]基于EKF PMSM定子磁链和转速观测直接转矩控制[J]. 刘英培,万健如,沈虹,李光叶,袁臣虎.  电工技术学报. 2009(12)
[4]永磁同步电机转子位置的无传感器自检测[J]. 秦峰,贺益康,刘毅,章玮.  浙江大学学报(工学版). 2004(04)

硕士论文
[1]基于滑模观测器的无传感器PMSM驱动控制系统的研究[D]. 晏朋飞.哈尔滨工业大学 2006



本文编号：3510350