永磁同步电机的无传感器控制系统研究

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1、分类号学号M201371165学校代码10487密级硕士学位论文永磁同步电机的无传感器控制系统研究学位申请人：章波学科专业：电气工程指导教师：许强副教授答辩日期：2015年5月21日AThesisSubmittedinPartialofFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringInvestigationofSensorlessControlSystemforPermanentMagnetSynchronousMotorCandidate:ZhangBoMajor:ElectricalEngineeringSup

2、ervisor:Assoc.Prof.XuQiangHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使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，即：学校有权保留

3、并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以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，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在______年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要随着电力电子、电机本体设计、微处理器控制、大规模集成电路等技术的发展，电气传动技术已取得了飞速的发展。在当前电气传动领域，永磁电机由于其体积小、功率密度高、运行可靠、调速范围广等优点，得到了广泛的使用。在永磁电机的控制系

4、统中，由于位置传感器具有安装困难、价格昂贵、可靠性低等缺点，故进行永磁电机无传感器控制技术的研究就显得尤为必要。目前，永磁同步电机的无传感器控制在中、高速阶段已经取得了较好的控制效果。但在低速和起动阶段还存在一定的问题。故本文基于高频信号注入法对永磁电机在低速和起动时的控制技术进行了研究。研究内容主要包括：(1)在构建永磁同步电机数学模型的基础上，详细分析了高频信号注入法的作用机理，重点介绍了滤波器、位置跟踪观测器和位置估计角补偿的设计方法，并进行了仿真研究。仿真结果表明旋转高频信号注入法在低速下能较好的跟踪转子位置，且具有较好的抗扰动性和动态性。(2)详细分析了永磁电机的磁路饱和特性，推

5、导了永磁电机的磁链饱和数学模型，对传统初始位置检测方法和国外的一种新型初始位置检测方法进行了详细的阐述，并分别搭建了仿真系统进行分析。仿真结果表明两种方法在初始位置检测时都具有较好的性能，但其适用范围和实现难度有较大区别。(3)设计了一套永磁同步电机的无传感器控制实验装置，并对实验过程中的一些关键技术进行深入研究。采用旋转高频信号注入法进行实验，实验表明基于高频信号注入法的永磁同步电机无传感器控制在低速和起动时具有较好的静、动态特性。关键词：永磁同步电机；无传感器控制；高频信号注入；初始位置检测I华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththeimprovementsofpower-

6、electronics,motorbodydesign,microprocessor-controlandlarge-scaleintegration(VLSI),theelectricdrivingtechnologyhasmadearapiddevelopment.Inthecurrentfieldofelectrictransmission,thepermanentmagnetsynchronousmotorhasbecomemorewidelyavailableduetoitsadvantagesofsmallsize,highpowerdensity,reliableoperat

7、ion,widespeedrangeandsoon.Becausethepositionsensorinthecontrolsystemofpermanentmagnetmotorhasmainlysomeshortcomingssuchasdifficultinstallation,highpriceandlowreliability,theresearchofno-sensorcontroltechnologyofp