永磁同步电动机转子位置检测策略的研究

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1、摘要本文以永磁同步电动机为研究对象，以具有交互功能的MATLAB/SIMULINK为仿真工具，以数字信号处理器dsPIC30F6010为控制核心，针对永磁同步电动机控制策略中的转子位置检测方法进行了研究。分别针对低分辨率位置观测算法、准无传感器算法以及无接触式位置传感器检测方法等三种转子位置检测方法进行了研究和算法改进。本文借助傅立叶变换分析了低分辨率位置观测器算法，在MATLAB/SIMULINK仿真的基础上，分别分析了零阶和一阶观测器算法的优缺点，并提出了改进方法，减小了电机加减速阶段的估计误差。结合磁链观测的无位置传感器控制方法和低分辨率霍尔信号

2、，设计了准无位置传感器的转子位置估算方法。综合了无传感器算法和低分辨率观测器两种观测方法的优点，实现了高分辨率的霍尔扇区内的转子位置估计，并减小了无传感器算法中的估算累积误差。介绍了新型无接触式旋转位置传感器MLX90316，分析了芯片配置和安装位置对传感器输出性能的影响，以及在模拟量输出和串行输出两种输出模式下转子位置信息的检测方法。作为第一款全角度的无接触旋转位置传感器，MLX90316有着低成本，无接触，输出分辨率高等优点。在基于数字信号处理器dsPIC30F6010的永磁同步电动机实验平台上，实现了低分辨率位置观测器算法，设计了采用MLX903

3、16作为控制芯片的位置观测器。比较了几种转子位置检测方法的特点，对未来此项技术的发展做出了展望。关键词：永磁同步电动机；转子位置检测；霍尔传感器；无传感器技术；准无传感器技术；无接触式传感器；数字信号处理器IAbstractThisthesisischieflycontributedtothedeepstudyoftherotorpositiondetectionofPermanentMagnetSynchronousMotor(PMSM)controlstrategies.Inthisthesis,thePMSMistakenasthecontrol

4、plant,interactiveMATLAB/SIMULINKassimulationtoolsandthedigitalsignalprocessordsPIC30F6010ascontrolcore.Thedetectionmethodbasedonlowresolutionpositionsensor,Pseudo-Sensorlessmethodandthedetectionmethodbasedonnon-contactingpositionsensorareanalyzedandimproved.Inthisthesis,theobser

5、vemethodbasedonlowresolutionpositionsensorisanalyzedbyusingFourierTransform.TheadvantagesanddisadvantagesofZero-orderandFirst-orderalgorithmsareanalyzedunderMATLAB/SIMULINK,thentheimprovedalgorithmsareproposedtoreducetheestimateerrorduringthemotoraccelerateordecelerate.AnovelPse

6、udo-Sensorlessobservemethodisdevelopedbycombiningthefluxobservedsensorlessmethodandlowresolutionhallsensorsignal.Takingthebothadvantagesofthesetwostrategies,highresolutionestimationoftherotorpositionineveryhallsectorisachievedandthecumulateerrorofestimationisreduced.Thenovelnon-

7、contactingrotarypositionsensor,MLX90316,isintroducedandtheeffectofconfigurationandfixationonitsoutputisanalyzed.TherotorpositionobservationmethodsinbothAnalogandSerialProtocolmodeareproposed.Asthefirstversionofwholeanglenon-contactingrotarysensor,MLX90316hasadvantagesaslowcost,n

8、on-contactingandhighresolution.Therotorposition