基于反电动势PLL法的PMSM无传感器控制研究.pdf

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1、第50卷第12期电力电子技术Vo1．50，No．122016年12月PowerElectronicsDecember2016基于反电动势PLL法的PMSM无传感器控制研究杨立永，谢晓峰，陈智刚(北方工业大学，电气与控制工程学院，北京100144)摘要：为改善永磁同步电机(PMSM)无速度传感器低速系统的控制性能，介绍了一种反电动势和锁相环(PLL)法相结合的PMSM无速度传感器控制算法。首先利用检测得到的电压和电流进行数学建模，然后基于建立的数学模型对PMSM进行转子位置和转速估计，并采用PLL法进行转子位置跟踪，达到无速度传感器控制的目的。最后针

2、对所提新型控制方法进行实验验证，结果验证了该估算方法能在PMSM较低速运行时准确的估算出转子位置和速度。无传感器矢量控制调速系统具有调速范围宽、鲁棒性强的特点，且该无传感矢量控制算法简单、易于实现。关键词：永磁同步电机；无速度传感器控制；锁相环中图分类号：TM315文献标识码：A文章编号：1000—100X(2016)12一O088-03ResearchontheSensorlessControlofPMSMBasedonBackElectromotiveForceandPhaseLockedLoopYANGLi-yong，XIEXiao—feng

3、，CHENZhi-gang(NorthChinaUniversofTechnology，Beijing100144，China)Abstract：Inordertoimprovethespeedsensorless-controlsystemofpermanentmanetsynchronousmotor(PMSM)inlowspeedperformance，anovelcontrolmethodisintroducedaboutbackEMFandphaselockedloop(PLL)withacombinationofspeedsensorl

4、esscontrolalgorithmforPMSM．Firstly，mathemaficMmodelingismadebydetectingtheresultingvoltageandcurrent，secondlybasedonthemathematicMmodelestimatethePMSMrotorpositionandspeed，usingPLLmethodtrackingrotorpositionandthepurposeofspeedsensorlesscontrolisachieved．Finally．thecorrect—nes

5、sofnewcontrolmethodisverifiedbyexperiment．TheresultsverifythattheestimationmethodCanaccuratelyesti-matetherotorpositionandspeedatverylowspeed．Speedsensorlessvectorcontrolsystemhasthecharacteristicsofawidespeedrangeandrobustness．Furthermore，thealgorithmofthesensorlesscontroliss

6、impleandeasilyachieved．Keywords：permanentmagnetsynchronousmotor；speedsensorless；phaselockedloopFoundationProject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51207003)1引言目前．PMSM无速度传感器较常用的控制方法为扩展卡尔曼滤波法【3】、模型参考自适应法t4}、为了实现PMSM高精度、高动态性能控制，采滑模观测器法【s】和高低频注入法【6】。虽然这些方法用传统机械

7、式传感器会增加系统的成本。且存在也能在一点范围内控制电机，但它们都存在一些可靠性不高等问题【”。无速度传感器技术主要是模型算法复杂，计算量大。涉及参数较多等问题。检测电机的电压和电流信号，结合电机模型，即可反电动势法其物理概念较为清晰。计算量小，从中提取转子角度、转速信息，从而省去机械传感而扩展卡尔曼滤波、高频注入法、滑模观测器等观器，使系统可靠性得到提高，成本大幅度降低【2】。测方法，也都是基于电机反电动势提出来的。反电基于无传感器技术的PMSM矢量控制调速系统结动势法与PLL的结合更进一步实现了PMSM无速构简单、易维护、体积小，能应用于一些特

8、殊场合。度的精准控制。在此介绍的方法是利用检测得到无传感器控制的核心是转子位置和转速估计，例的电压、电流。根据电机模型计算