改进型永磁同步电机全速度范围无传感器控制策略

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1、第16卷第7期电机与控制学报Vol.16No.72012年7月ELECTRICMACHINESANDCONTROLJuly2012改进型永磁同步电机全速度范围无传感器控制策略1，21张磊，高春侠(1．中国石油大学(华东)信息与控制工程学院，山东青岛266580;2．中国科学院电工研究所，北京100080)摘要:针对全速度范围内的内置式永磁同步电机无位置传感器控制策略难点进行研究。在中高速阶段，依据凸极永磁同步电机的数学模型，提出了一种改进型的Luenberger磁链观测器，通过直接观测转子磁链来获得

2、转子位置信息，并可解决相位延迟问题;而在低速起动阶段，采用开环强制起动控制策略，保证了观测模型在全速度范围可靠工作。同时，依据内置式永磁同步电机的误差观测矩阵稳定性条件，提出了一种有效的数值选择方法，解决了内置式结构观测器设计的难题。仿真和实验结果均证明，在保证观测精确度前提下，应用该策略的驱动系统可获得良好的动、静态性能。关键词:永磁同步电机;无位置传感器控制;Luenberger观测器;观测矩阵;稳定性条件中图分类号:TM351文献标志码:A文章编号:1007－449X(2012)07－0103

3、－08Animprovedwholespeedregionsensorlesscontrolthemeforpermanentmagnetsynchronousmotors1，21ZHANGLei，GAOChun-xia(1．DepartmentofInformationandControlEngineering，ChinaUniversityofPetroleum(EastChina)，Qingdao，266580，China;2．InstituteofElectricalEngineering，

4、ChineseAcademyofSciences，Beijing100080，China)Abstract:Adeepresearchonsensorlesscontrolofinteriorpermanentmagnetsynchronousmotors(IPMSM)inthewholespeedregionwasputforward．Atmidandhighspeed，animprovedLuenbergerfluxobserverwasproposedtoobservetherotorflux

5、andobtaintheinformationofrotorposition，andalsotoremovethephasedelayproblem;whileatthelowspeed，anopenloopcontrolwasadoptedtoforcemotorstartfromastandstill，whichcanensurethereliableoperationinthewholespeedrange．Mean-while，accordingtothestabilitycondition

6、sofobservationerrormatrix，aneffectivenumericalmeanforparameterselectionwasprovidedtoovercomethedifficultyoftheselectionofobservationmatrixfortheIPMSMsensorlesscontrol．Boththesimulationandexperimentalresultsshowthatthegooddynamicandsteadyperformancecanb

7、eacquiredbyapplyingthesensorlesscontrolstrategyinwholespeedregionwiththegoodobservationaccuracy．Keywords:permanentmagnetsynchronousmotors;sensorlesscontrol;Luenbergerfluxobserver;obser-vationmatrix;stabilityconditions收稿日期:2011－04－12基金项目:国家自然科学基金(610340

8、07)作者简介:张磊(1977—)，男，博士，研究方向为永磁同步电机优化设计及其控制技术;高春侠(1977—)，女，硕士，副教授，研究方向为电力电子与电气传动。通讯作者:张磊104电机与控制学报第16卷实际上是利用了静止坐标系中电流iα，iβ不存在耦0引言合作用的优点，从而确保了推导结论简单，可直接利永磁电机特别是内置式结构的永磁同步电机，用传统控制理论劳斯判据进行参数选择。但由于内具有很高的功率密度、效率和功率因数，在电动汽置式永磁电机iα，iβ之间存在交叉耦合作用