基于PMSM的变频压缩机无位置传感器控制系统研究

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1、工程硕士学位论文基于PMSM的变频压缩机无位置传感器控制系统研究作者姓名余志强工程领域控制工程校内指导教师游林儒校外指导教师刘建添所在学院自动化科学与工程学院论文提交日期2018年01月ResearchonsensorlesscontrolsystemofvariablefrequencycompressorbasedonPMSMADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：YuZhiQiangSupervisor：ProfessorYouLinruSouthCh

2、inaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TP273学校代号：10561学号：201521013641华南理工大学硕士学位论文基于PMSM的变频压缩机无位置传感器控制系统研究作者姓名：余志强指导教师姓名、职称：游林儒教授申请学位级别：工程硕士工程领域名称：控制工程论文形式：ꇶ产品研发ꇶ工程设计√应用研究ꇶ工程/项目管理ꇶ调研报告研究方向：运动控制与电力电子技术论文提交日期：2018年1月03日论文答辩日期：2018年3月22日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩

3、委员会成员：主席：胡战虎委员：胥布工、陈立定、吴忻生、游林儒摘要近年来，变频空调压缩机以其温控精度高、电压要求低、振动噪音小、舒适节能的优点成为市场的主流。而永磁同步电机因为具有结构简单、调速性能好、驱动电流小，不会对电网造成大的冲击等优点广泛运用于空调压缩机领域。因此，对永磁同步空调压缩机控制算法的研究具有重大意义，本文主要研究变频压缩机无位置传感器控制技术和低频转矩脉动抑制问题。本课题首先探讨了PMSM变频压缩机的矢量控制技术，包括坐标变换理论、压缩机在三种常用坐标系下的数学模型、电压空间脉宽调制技术的原理和实现过程

4、及常用的矢量控制策略。其次，深入分析了两种转子位置估算方法，分别是适用于低速的脉振高频电压注入法和适用于中高速的滑膜观测器法。高频注入法的基本原理是在估计的两相旋转坐标系dqˆˆ中的dˆ轴注入高频余弦电压信号，然后从产生的高频电流响应中提取转子位置信息。在观测法中，本文针对抖振问题，给出了用S型函数代替开关函数的方案。当压缩机在高频运行时，直接通过反正切法求得的转子位置信息不准确，容易造成系统崩溃，本文引入了锁相环控制和分段补偿转子估算角度的机制，提高了转子位置估算精度。接着，深入研究了压缩机低频转矩脉动抑制问题。本文

5、详细描述了变频空调压缩机的负载特性、转速波动原因及转矩脉动原因，在常用PD型迭代学习算法的基础上，结合压缩机本身的特性做出了优化。通过仿真分析和实验研究证明了该算法的有效性。最后，设计了系统的实验平台，并在平台上做了相关研究，包括低频转速波动抑制、系统性能测试、转子位置估算及高频锁相环分析，有力的证明了本文所述控制算法的可行性。关键词：PMSM变频压缩机；无传感器控制；转子位置估算；迭代学习；IAbstractInrecentyears,variablefrequencyairconditioningcompressor

6、hasbecomethemainstreamofthemarketbecauseofitshightemperaturecontrolprecision,lowvoltagerequirement,smallvibrationnoise,andcomfortandenergysaving.Thepermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)iswidelyusedinthefieldofaircompressorsbecauseofitssimplestructure,goodspeedreg

7、ulationperformance,smalldrivingcurrentandnogreatimpactonthepowergrid.Therefore,itisofgreatsignificancetostudythecontrolalgorithmofpermanentmagnetsynchronouscompressorThispapermainlydealswiththecontroltechnologyofsensorlesstransducerandthesuppressionoflowfrequency

8、torquerippleinfrequencyconversioncompressor.ThistopicfirstdiscussesthevectorcontroltechnologyofPMSMvariablefrequencycompressor,includingthetheoryofcoordinatetr