基于高频方波信号注入的PMSM无传感器低速运行研究.pdf

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1、电气传动2015年第45卷第6期ELECTRICDRIVE2015Vo1．45No．6基于高频方波信号注入的PMSM无传感器低速运行研究王莉娜，郝强(北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京100191)摘要：目前，永磁同步电机(PMSM)无位置传感器运行研究受到广泛关注。采用一种基于高频方波信号注入的方法实现PMSM无位置传感器启动以及低速运行。首先详细分析了高频方波信号注入检测原理，然后对注入的高频方波信号以及电流采样模式进行了改进。向估计的两相旋转坐标系注入高频方波电压信号，根据检测到的定子电流并结合注入的电压信号即

2、可获得转子位置，并且利用电机的磁路饱和特性，实现转子初始位置检测。所提出的改进方法不依赖于准确的电机参数，信号处理过程简单易实现。仿真结果验证了该方法的正确性。关键词：永磁同步电机；无传感器控制；高频方波注入；Luenberger观测器中图分类号：TM341文献标识码：AResearchonHighFrequencySquareWaveInjectionMethodforPMSMSensorlessLow—speedOperationWANGLi-na，HAOQiang(SchoolofAutomationScienceandE

3、lectricalEngineering，BeijingUnivenityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Nowadays，thePMSMsensorlesseontrolattractsmoreandmoreattentionfrommanyresearchers．AmethodbasedonhighfrequencysquarewaveinjectionalgorithmwasusedinthePMSMsensorlessstartandto

4、w—speedoperationcontro1．Theprincipleofsquarewaveinjectionmethodwasanalyzedindetailfirstly．Thenanimprovedhighfrequencysquarewavevoltagewasinjectedintothestatorofthemotorintheaxedirectionsoftheestimatedtwo—phaserotatingcoordinate，andthestatorcurrentsweremeasuredtoextra

5、cttherotorpositioninformationwiththehelpoftheinjectedsigna1．Theproposedmethodwasindependentofmotorparametersandthesignalprocessingwassimpletorealize．Simulationresultsverifythevalidityofthemethod．Keywords：permanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)；sensorlesscontrol；highfre

6、quencysquarewaveinject；Luenbergerobserver法主要是基于高频信号注入检测法]。该方法不1引言依赖于电机参数，适合于电机无速度传感器低速与传统的PMSM控制策略相比，无位置传感运行。传统的高频信号注入法，向电机定子绕组器控制减少了机械式位置速度传感器，更能满足中注入高频正弦信号，通过检测定子电流中的高高可靠性、低成本以及高温高湿等恶劣环境运行频信号成分获取转子位置信息口。这种方法信号等特殊要求⋯，具有良好的发展前景，因而已经成处理过程复杂，对硬件电路要求较高，并且需要为电机控制研究领域热点之一

7、。使用滤波器，会带来时间延迟和幅值畸变，工程目前，PMSM无速度传感器低速运行控制算实现复杂。基金项目：国家自然科学基金(50807002)；电力系统国家重点实验室(SKLDt0KM05)作者简介：王莉娜(1977一)，女，博士，副教授，硕士生导师，Email：wangln@buaa．edu．al20王莉娜，等：基于高频方波信号注入的PMSM无传感器低速运行研究电气传动2015年第45卷第6期为了解决这一问题，文献E4]提出了用高频d—q之间的夹角，A0：0一0。方波信号代替高频正弦信号注入到电机中，并给将d—g坐标系下的各量变

8、换到两相静止。c一出了几种可以注人的方波类型。这种注入方法坐标系：无需对高频电流响应进行解调和滤波，很大程度击=coins0-cs。inO6u]d，Fic4上简化了信号处理过程。文献[5]在文献E43基础上，提出采样电流平均化处理方法，一定程度若令郗=±，=0，