基于滑模观测器的TSMC-PMSM无传感器矢量控制.pdf

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1、第50卷第2期电力电子技术Vo1．50．No．22016年2月PowerElectronicsFeb．2016基于滑模观测器的TSMC．PMSM无传感器矢量控制唐美玲，(1．西南交通大学，电气工程学院，四川成都610031；2．杭州万向职业技术学院，浙江杭州310023)摘要：为克服传统双级矩阵变换器驱动的永磁同步电机(TSMC—PMSM)调速系统矢量控制系统需要速度位置传感器而使其运行可靠性降低及制造成本提高的缺点，研究了采用滑模观测器(SMO)与锁相环(PLL)结合方法的TSMC．PMSM无传感器矢量控制。通过SMO准确估算出

2、PMSM反电动势．再利用PLL估算出转子位置及速度，实现TSMC—PMSM的矢量控制。仿真及实验结果表明，该方法能较准确地估算转子转速、位置信息，使TSMC—PMSM矢量控制具有较好的动、静态性能。关键词：变换器：锁相环：矢量控制中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2016)02—0074—03SensorlessVectorControlSystemofTSMC．PMSMBasedonSM0TANGMei—lingI，(1．SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu6100

3、31，China)Abstract：ThedeficienciesoftraditionalTSMC—PMSMvectorcontrolsystemarelowreliabilityandhighmanufaetur—ingcostbecauseofspeedsensorandpositionsensor．Inordertoovercometheseshortcomings，seflsorlessvectorcon·tmlsystemofTSMC—-PMSMwhichusesacombinedmethodofslidingmode

4、observerandphase-—lockedloopisre—searched．TheslidingmodeobserverisaccuratelyestimatethecounterelectromotiveforceofPMSM，andusingPLLtoestimatethepositionandspeedofrotor，SOastorealizevectorcontrolofTSMC—PMSM．Simulationandexperimentalresultssuggestthatthemethodcanaccurate

5、lyestimatethepositionandspeedofrotor，andtheproposedsystempos—sesseswellsteadyanddynamicperformance．Keywords：converter；phaselockedloop；vectorcontrol1引言2TSMC．PMSM原理TSMC．PMSM调速系统在对设备安装空间及双级矩阵变换器(TSMC)的拓扑结构见图1，重量要求严格的高性能调速场合具有很大优势，其中，M，为输入三相电源；L，C为输入滤波受到各国学者广泛关注⋯。要实现PMSM的

6、矢量器的电感、电容；V，V和V，Vx=a，b，C)组成控制。必须准确知道PMSM的转子速度和转子转上、下桥臂的双向RB—IGBT开关；V，V(X-U，v，角信息．传统的TSMC—PMSM矢量控制系统一般W)分别为逆变级的上、下桥臂RB—IGBT开关；M使用光电编码器及霍尔传感器进行PMSM的速度为永磁同步电机；，‰为TSMC的输出电压。和位置检测『2]。此处为提高控制系统的稳定性及TSMC分为整流级和逆变级，均采用SVPWM策节约成本，采用SMO的无传感器控制}3]。在传统略。整流级的作用是获得极性为正的直流电压，使SMO中．控制

7、函数使用离散开关函数，由于开关电压传输比达到最大，并且使输入端功率因数达时间和空间的滞后。SMO将出现严重抖振现象，到单位功率因数。逆变级调制策略与一般的逆变估算的信号包含高频振荡分量。为减小抖振现象器SVPWM策略没有本质区别，都是使PMSM定影响，这里采用Sigmoid函数取代传统的开关函子产生圆形的旋转磁场。数，并结合PLL得到电机转子速度和位置信号的改进SMO方法。仿真和实验结果验证了将该算法用于TSMC—PMSM无传感器矢量控制系统的可行性与正确性定稿日期：2015—07—02作者简介：唐美玲(1975一)，女，四川人，

8、硕士，研究方向为图1双级矩阵变换器拓扑结构电力电子技术。Fig．1Topologyoftwostagematrixconve~er74基于滑模观测器的MC—PMSM无传感器矢量控制TSMC—PMSM矢量控制原理图如图2所示。通SMO的滑面选取为：过