双凸极永磁电机的无位置传感器控制系统研究

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1、分类号：TM301.2密级：公开UDC：621.3学号：041612东南大学硕士学位论文双凸极永磁电机无位置传感器控制系统研究研究生姓名：曹亚卿导师姓名：程明教授申请学位级别工学硕士学科专业名称电机与电器论文提交日期2007年5月21日论文答辩日期2007年6月1日学位授予单位东南大学学位授予日期答辩委员会主席王宏华评阅人王宏华林明耀2007年5月21日东南大学硕士学位论文双凸极永磁电机无位置传感器控制系统研究（国家自然科学基金项目50377004、50337030）系别：电气工程学院专业：电机与电器研究生姓名：曹亚卿导师姓名：程明教授中国·南京二00七年五月

2、INVESTIGATIONOFSENSORLESSCONTROLFORDOUBLY-SALIENTPERMANENTMAGNETMOTORADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofScienceBYCaoYaqingSupervisedbyProfessorChengMingSchoolofElectricalEngineeringSoutheastUniversityMay2007东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的

3、研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括刊登）论文的全部或部分

4、内容。论文的公布（包括刊登）授权东南大学研究生院办理。研究生签名：导师签名：日期：摘要摘要双凸极永磁电机（简称DSPM电机）是一种高性能宽调速电动机，正日益受到重视。转子位置是DSPM电机运行控制中的一个重要信息，它不仅是电源开通与关断的时间基准，而且是转速闭环控制中实际转速计算的依据。论文以8/6极定子永磁型DSPM电机的两相运行为基础，详细分析了多种无位置传感器控制方法的原理，比较了它们的各自特点，最终选用了“反电势过零检测法”，设计了位置信号检测电路，主要包括：隔离采样，巴特沃思二阶滤波，过零比较等，最后得到反电势的过零点，经过再一次光电隔离送入到微处理

5、器。在得到准确的位置信号后，经过微处理器计算转速和转子位置，由正弦波发生器产生正弦波参考电流，通过硬件比较和斩波电路，控制功率器件的开通关断，实现DSPM电机的无位置传感器控制下的两相运行。论文还介绍了无位置传感器控制方法常用的起动方法，深入讨论了“三段式”起动技术，对“三段式”起动技术中转子预定位、外同步运行和切换运行进行了详细的分析。基于DSPM电机两相的独立运行，对于“三段式”起动技术中的外同步运行，在传统的外同步方法的基础上，还提出了可以采用间接单相外同步法来实现外同步运行，大大提高了起动的可靠性。最后，设计制作了实验装置，并进行了实验研究，实验结果验

6、证了整个控制系统的可行性和正确性。关键词：DSPM电机，无位置传感器，反电势过零检测法，起动方法，间接单相外同步法III摘要ABSTRACTThenewDSPMmotordrivesystemisacompetitivecandidateinvariable-speedoperationdrivewithhighperformance,attractingmoreandmoreattentions.TherotorpositioninformationofDSPMmotordriveisessentialtodeterminingtheswitchingseq

7、uenceandthespeedoftherotor.Inthisthesis,thekeyfeaturesofdifferentsensorlesscontrolstrategiesarecomparedandtheapplicabilitytotheDSPMmotordriveisanalyzed.Atlast,back-EMFmethodisselected.Thecircuitofrotorpositiondetectionandthemainhardwareandsoftwareforthecontrolsystemarepresented.Thec

8、ircuitofrotorpositi