永磁同步电机无位置传感器快速启动方法研究

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1、学校代号10532学号S12092047分类号TM341密级公开硕士学位论文永磁同步电机无位置传感器快速启动方法研究学位申请人姓名王力培养单位电气与信息工程学院导师姓名及职称黄科元副教授学科专业电气工程研究方向电力电子与电机控制技术论文提交日期2015年4月30日学校代号：10532学号：S12092047密级：公开湖南大学硕士学位论文永磁同步电机无位置传感器快速启动方法研究学位申请人姓名：王力导师姓名及职称：黄科元副教授培养单位：电气与信息工程学院专业名称：电气工程论文提交日期：2015年4月30日论文答辩日期

2、：2015年5月17日答辩委员会主席：王辉教授ResearchontheFastStart-upMethodofPermanentMagnetSystemMotorSensorlessControlbyWANGLiB.E.(AnhuiUniversity)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinElectricalEngineeringintheGraduateScho

3、olofHunanUniversitySupervisorAssociateProfessorHUANGKeyuanApril,2015湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研巧所取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡。献的个人和集体，均己在文中明确方式标明本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。＾期＇？。作者签名：力曰：节年＾月每曰学位论文版权使

4、用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被登阅和借阅。本人授秋湖南大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编、入有关数据库进行检索，可采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１、保密□年解密后适用本授权书。，在２、不保密囚。＂／＂（请在Ｗ上相应方框内打）＊节／長。作者签名？年女月；Ｊ方曰期：３曰訓文导师签名：＾日期：年主月户日永磁同步电机无位置传感器

5、快速启动方法研究摘要永磁同步电机采用永磁体产生气隙磁通而不需要额外励磁，具有功率密度高、体积小、重量轻等独特优点，被广泛运用于许多工业应用中。当前永磁同步电机传动系统采用的控制方法主要是矢量控制和直接转矩控制，这两种方法都可以实现对电机转速和转矩的精确控制，从而获得优良的调速性能，但是都不可避免需要得到精确的转子位置信息。转子位置可由机械式传感器测得，但机械式传感器的安装增加了系统的成本和复杂程度，降低了系统的稳定性和抗干扰能力。因此永磁同步电机的无位置传感器控制成为了当前电机控制领域的热点课题，而在无位置传感器

6、条件下的启动则是这一研究课题的难点。本文主要针对永磁同步电机无位置传感器快速启动方法展开相关研究。首先，简要介绍永磁同步电机的无位置传感器控制策略和常用的无位置传感器启动方法，建立永磁同步电机的数学模型，分析永磁同步电机矢量控制及基于滑模观测器的无位置传感器控制。其次，主要研究永磁同步电机在无位置传感器条件下的启动方法，按照三段式的方法实现电机启动，分别研究转子初始位置定位、开环加速、状态切换三个阶段。在转子初始位置定位阶段本文提出一种改进的电压矢量注入法，相比较于传统的电压矢量注入法，本文在第二批电压矢量后给电

7、机施加一对方向相反的电压矢量，幅值和作用时间比前两批矢量都有所增加，导致响应电流对d轴N/S极增去磁作用更加明显，可以避免转子磁极判断错误；另外，在对第二批电压矢量的响应电流进行处理时，利用其反方向电感的差异对电流判断结果进行验证，确保电流判断结果的准确性。在开环加速阶段采用I-F速度开环、电流闭环控制方式，保证电机良好的动态性能。在状态切换阶段采用基于电流幅值变化的策略，本文提出一种电流按变化斜率递减的控制方法，状态切换过渡过程后期电流变化斜率慢于过渡过程前期，在保证状态切换点时刻电流无明显波动的前提下大大缩短

8、过渡过程时间，实现电机从开环控制方式向双闭环控制方式的平滑切换。最后，在MATLAB环境下对开环加速和状态切换过程进行建模，同时构建以TI公司的TMS320F2808为主控芯片的实验平台对改进的电压矢量注入法以及在开环加速、状态切换的控制策略进行实验验证。仿真和实验结果证明了本文所提控制策略的有效性和可行性，可以实现永磁同步电机在无位置传感器条件下快速平滑启动，具有较高的