永磁同步电机无速度传感器控制的转子初始位置检测

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1、学校代号：10532学密号：S1224W146级：公开湖南大学工程硕士学位论文永磁同步电机无速度传感器控制的转子初始位置检测RotorInitialPositionDetectiononPermanentMagnetSynchronousMotorSensorlessControlbyZhouLizeB．E．(TaiyuanUniversityofTechnology)2010AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringElectricalEngin

2、eeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorAssociateProfessorHuangKeyuanApril，2014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究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，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，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：l撕奢．I!tli：劢竹年乡月琴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

3、用学位论文的规定，同意学校保留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。本人授权湖南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。本学位论文属于l、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密彤(请在以上相应方框内打“／”)作者签名：导师签名：IL：l期：幻坶年产月Z；日It期：初l中年产月z；El力^形I、●r谷1争h触够永磁同步电机无速度传感器控制的转子初始位置检测摘要永磁同步电动机具有体积小、控制特性好、功率因数高、可靠性高等优点，使其在工业领域及民用方面的应用日益广泛。永磁同

4、步电机转子初始位置的准确性是影响其能否成功启动和启动力矩大小的决定性因素，若不能准确检测，则会导致电机启动电流过大、启动反转甚至无法启动等问题。在传统的永磁同步电机运动控制系统中，转子位置信息是通过机械式传感器来获得，然而机械式传感器在价格、工作环境和可靠性等方面存在一些制约因素，因此永磁同步电机无速度传感器控制系统中转子初始位置检测策略的研究具有较大的工程意义。本文主要针对面贴式永磁同步电机无速度传感器控制的转子初始位置检测问题展开相关研究。首先陈述了永磁同步电机及其相关控制的发展现况和其转子初始位置检测的工程价值，并阐述了永磁同步电机控制系统所需的基本理论知识，分析了永磁同

5、步电机矢量控制及基于滑模观测器的无速度传感器控制。然后主要研究永磁同步电机无速度传感器控制的转子初始位置检测方法，对常用的预定位法、高频信号注入法和电压矢量注入法进行了研究，通过数学模型及相关理论推导其原理并分析其优劣点。重点对电压矢量注入检测面贴式永磁同步电机转子初始位置的方法展开深入研究。在分析了利用绕组电感饱和效应来检测面贴式永磁同步电机转子初始位置角有效性的基础上，提出电压矢量注入检测方法，并针对传统电压矢量注入检测方法准确性和可靠性低的问题，提出在处理第二波电压矢量时，利用反方向电感规律增加限制条件，且第二波电压矢量后，增大电压矢量的作用时间以增大电流峰值，从而增强转

6、子增去磁效果和各矢量电流的差异性，共同作用以提高转子初始位置检测的精确可靠性。最后构建了以TI公司的TMS320F28335芯片为核心的实验平台，给出了本文提出的面贴式永磁同步电机转子初始位置检测方法实验的数据和结果。利用预定位方法来佐证实验检测准确性，分析对比电压矢量注入法改进前后的检测结果。实验结果验证了本文分析设计的可行性和有效性，表明改进后的检测方法不仅能保证电机转子完全静止，而且大幅度增强了初始位置角检测的可靠性，检测精度从原有的7．5o提高到1．80，具有较大的工程实用价值。关键词：永磁同步电机；无速度传感器；转子初始位置；电感饱和效应；电压矢量注入II工程硕士学位

7、论文AbstractPermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)hastheadvantagesofsmallcubage，goodcontrolcharacteristics，highpowerfactor，highreliabilityandSOon，foritsuseintheindustrialfieldandcivilianaccuracyofthePMSMrotorinitialpoapplisitioncationsincreasinglywide