基于高频方波电压注入法的SM-PMSM无位置传感器控制方法.pdf

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1、第3O卷第3期电力科学与技术学报Vo1．30NO．32015年9月JOURNALOFELECTRICPOWERSCIENCEANDTECHNOLOGYSep．2015基于高频方波电压注入法的SM—PMSM无位置传感器控制方法陈长凯，曾祥君(长沙理工大学电气与信息工程学院，湖南长沙410004)摘要：以面贴式永磁同步电机为研究对象，建立高频信号注入时永磁同步电机的响应模型，研究基于高频方波电压信号注入的无位置传感器控制方法，并针对旋转坐标系和静止坐标系分别设计相应的转子位置观测器。这2种转子位置观测器可以有效减少低通滤波器的使用个数，保证转子位置的估计精度，提高系统的控制带宽，并加快系统

2、的快速响应性能。MATLAB／Simulink仿真结果验证了该方法的可行性与有效性。关键词：面贴式永磁同步电机；无位置传感器；高频方波电压注入；位置观测器中图分类号：TM351文献标识码：A文章编号：1673—9140(2015)03—0040—06Sensor‘_lesscontrolmethodofSM--PMSMbasedonhigh-_frequencysquare。wavevoltageinjectionCHENChang—kai，ZENGXiang-jun(SchoolofElectricalandInformationEngineering，ChangshaUnivers

3、ityofScienceandTechnology，Changsha410004，China)Abstract：Takingthesurface—mountedpermanentmagnetsynchronousmotor(SM—PMSM)asaresearchobject，therespondingmodelofSM—PMSMwithhigh—frequencypulsevoltageinjectionwasbuilt，andthensensor—lesscontrolstrategybasedonhigh—frequencysquare—wavevoltagepulseinject

4、ionmethodwasresearchedinthispaper．Twotypesofestimationmethodsbasedonthestationarycoordinateaxisandrotorcoordinateaxiswereproposedtoobtaintherotorspeedandrotorpositionrespectively．Themethodcaneffectivelyreducethenumberoflowpassfilters，guaranteetheestimationaccuracyofrotorlocation，improvethecontro

5、lbandwidthofthesystemandacceleratethesystemrapidresponseperformance．MATLAB／Simulinksimulationresultsverifiedthefeasibilityandeffectivenessofthemethod．Keywords：surfacemountedpermanentmagnetsynchronousmotor(SM—PMSM)：sensor-lesscontrol；highfrequencysignalinjection；positionestimator收稿日期：2015—04—10基金

6、项目：湖南省科技厅科技重大专项(2012FJ1003)通讯作者：曾祥君(1972-，男，博士，教授，主要从事电力系统保护与控制等研究；E—mail：eexjzeng@qq．corn42电力科学与技术学报2015年9月根据图1可知，不同坐标系的变量进行转换时的余弦和正弦值，则根据三角函数求解的方式就可满足：以估计出转子位置角度。rcos0一sin0]Tlsin0COS0lI。2么高向频方力波坡电压注入八法式中0为不同坐标系之19的夹角。对式(1)进行坐标转换，可得两相旋转坐标在旋转坐标系中的y轴注入周期为T的系下的高频电压方程为高频方波电压，波形如图2所示，则“一0，任意T内的U7h可表

7、示为[U6ThI=T(A0)[zd“Ti(AO)。dTh。c4。，]，则两相旋转坐标系的电流为(8)vh，∈(3Th一，Th]。．为分析简便，该文以一0．5为例，一¨V(一1)，(cosAO)．(sinA0)一sin(2A0)(Zdh—Z曲)为采样值，设置采样频率为2倍的注入信号频率。Zdh。Zh2ZdhZ。h—sin(2&O)(Zdh—Zqh)(cosA0)．(sinA0)8：=1、2ZdhZhZh。Zdhr(5)tls由于高频感抗远远大于高