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1、2009,36(8)控制与应用技术EMCA永磁同步电机的无传感器控制策略吴奇,程小华(华南理工大学电力学院,广东广州510640)摘要:机械传感器应用存在的诸多缺陷,使无传感器控制技术成为研究热点。介绍了多种常见的估算永磁同步电机转子位置和转速的方法,并指出了各种方法的优缺点。分析了无传感器技术研究现状和今后的研究发展趋势。关键词:永磁同步电机;无传感器控制;位置检测中图分类号:TM301.2TM351文献标识码:A文章编号:1673-6540(2009)08-0029-04SensorlessCon
2、trolofPermanentMagnetSynchronousMotorWUQi,CHENGXiao-hua(CollegeofElectricPower,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,China)Abstract:Inordertoresolvethevariousdefectsforusingmechanicalsensors,sensorlesscontroltechnologybe-comearesearchhotspot.Thevari
3、ousmethodsoftheestimationaboutthepositionandspeedofPMSMrotorarepres-ented,andpointedouttheadvantagesanddisadvantagesofthem.Thestatusandthedevelopmenttrendofthere-searchaboutthesensorlessaregiven.Keywords:permanentmagnetsynchronousmotor(PMSM);sensorlesscontro;lpos
4、itiondetection通过检测基波反电势来获得转子的位置信息,但0引言采用的具体方法有所不同,大致可分为以下几种。[2]永磁同步电动机(PMSM)因其高转矩惯性(1)基于数学模型的开环估计。该方法比、高能量密度和高效率等优点被广泛应用于国基于电机的电磁关系从电机的动态方程直接推导防、工业控制和日常生活等领域。传统的PMSM出转速或者位置角的关系表达式,并利用检测到控制系统通常采用电磁或光电传感器来获取所需的定子三相端电压和电流计算出转子位置角和转的转子位置和转速信号。传感器的安装、电缆连子角速度。接和环境限
5、制等问题,带来了系统成本增加、体积文献[3]中提出一种方法:在定子二相静止[1-2]增大、可靠性降低、易受环境影响等缺陷。为坐标系中,通过定子电压、电流得到实轴、虚轴的了解决机械传感器带来的各种问题,许多学者开定子磁链值,根据二相磁链反正切值可得当前时展了无传感器控制技术研究,其主要思想是利用刻的定子磁链位置,由定子磁链的变化率可得到电机绕组中的有关电信号,通过适当的方法估算电机的转速。该方式用到的电机参数不多,所以出转子的位置和转速,实现转子位置的自检测。受参数影响较小,但电机必须工作在功率因数无传感器控制技术可以有效
6、地解决机械传感器带cos=1的方式下才能实现转子位置估计。来的诸多问题,使系统结构简化,成本降低,对提开环估计法一方面简单直观,动态响应快,几高系统可靠性有重要意义,已成为电机驱动领域乎没有延时问题。另一方面,数学模型虽然可以的研究热点。有多种选择,但无论采用什么数学模型,都涉及电机参数,而电机参数在电机运行时是动态变化的。1基波激励法虽然对定子电阻和电感等参数可以进行在线辩在各种转子位置和速度的检测方法中,大多识,但辩识的实现也需要复杂的技术。因此,开环29控制与应用技术EMCA2009,36(8)估计技
7、术很难用于高精度伺服驱动系统。文献[7,8]都以定子电流作为共同的输出,(2)锁相环技术(PLL)。在无传感器控制对MRAS应用于永磁同步无传感器控制进行了中,由于转子的位置不能测得,也就不能获得dq研究。在此基础上,文献[9]特别针对id=0的矢坐标中的定子电流(id,iq)及电压(ud,uq),因此量控制策略研究了一种基于矢量控制的MRASdq坐标系下的数学模型对转子位置和速度估计的速度辨识方案,它只利用q轴的估算电流与实是没有实用价值的。在这种情况下,选择一个可际电流之差作为误差信号,经过PI调节器得到估控的参考坐
8、标dq用于无传感器控制,它不是同计转速,结构简单,容易实现。[10-12]步旋转坐标,而是定向于已知的估计位置r,并(4)自适应状态观测器。状态观测器可按确定的控制规律自行调整的坐标,将这个作的实质是状态重构,其原理是重新构造一个新系为估计坐标。该估计坐标与同步旋转坐标之统,利用原系统中可直接测量的输入量
