无位置传感器控制双电机驱动系统性能研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com务I匐化无位置传感器控制的双电机驱动系统性能研究Studyorltheperformanceofsystemdrivenbytwomotorswithoutpositionsensorcontrol田俊英TIANJun--ying(菏泽学院蒋震机电工程学院，菏泽274015)摘要：为减小体积和成本，单逆变器驱动双电机与传统的单逆变器驱动单电机相比有其优势，但在不同速度指令下运行有其一定的限制。研究表明，五桥臂逆变器有独立的驱动双电机系统，本文旨在研究基于无位置传感器技术的五桥臂逆变器驱动双永磁同步电机系统的性能。使用无位置传感器技术

2、目的是为减小成本、体积以及系统硬件的复杂性。MATLAB／sIMuLlNK仿真研究表明，该文提出的逆变器方案可以独立控制双电机在不同条件下运行。关键词：无位置传感器；双永磁同步电机；五桥臂逆变器；SVPWM中图分类号：TM3文献标识码：A文章编号：1009—0134(2014)04(下)一0092-05Doi：10．3969／J．issn．1009-0134．2014．04(下)．240引言型和可调模型)，这两个模型有相同的输入量，通过处理它们的输出误差来辨识未知参数(这里随着现代工业的发展，高性能的调速系统被是转子角速度)。应用到多电机特别是双电机驱动系统中。这些本

3、文引入基于MRAS的无位置传感器技术来估系统由于其灵活性、可靠性以及方便安装的优点计电机“A”和“B”的转子角速度。系统框图如被应用到大功率场合下。但是这些系统包含了大图l所示。量昂贵且体积庞大的功率开关器件，因此，单逆变器驱动双电机系统成为现代工业和牵引应用上的优选方案。如今已存在很多成熟的技术被应用到高性能电机控制中。给出共直流侧电压的双逆变器驱动双电机控制方案；一些文献提出了单逆变器驱动双电机的方案；论证了四桥臂逆变器驱动双电机的方案⋯；有些文献提出五桥臂逆变器驱动双电机系统的控制档案’”】。但是这些方案都没有将无速度传感器技术应用到控制方案中。图1系统功能框图

4、无速度传感器技术的应用将大大提高系统的1五桥臂逆变器(FLI)机械鲁棒性，也有效的降低了产品的成本。因五桥臂逆变器(FLI)包括十个开关器件，其中此，很多学者致力于将无位置传感器技术应用到一个桥臂被双电机共享，如图2所示。由图中可以看矢量控制中。其中一部分方案是先估计出电机转出，第三个桥臂同时连接到A电机的C相和B电机的C速再计算转自位置用于矢量控制u，还有一部分相。直流侧母线电压取电机的额定电压值I。是直接根据状态方程估计出电机转子位置用于矢LegLegLegLegLeg量控制H。电机转子位置估计方案法主要有扩展l2345卡尔曼滤波算法(EKF)以及模型参考自适应算

5、法(MRAS)等。在这些方案中，MRAS以其实施简单、系统稳定以及不需要任何额外的已知参数和算法空间的优点被广泛接受。MRAS需引入两个模型(参考模图2五桥臂逆变器(FLI)供电双PMSMs示意图收稿日期：2014-01-07作者简介：田俊英(1975一)，女，讲师，硕士，研究方向为机电工程。[021第36卷第4期2014—04(下)学兔兔www.xuetutu.coml匐化2调制技术式中，m表不永磁体产生的磁链，、表使用空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)n钔，示d—q电感。将(3)式带入(2)式，可的电机端电压约SVPWM原理简单，在单核处理器中容易实现，束方程如下

6、：可以为五桥臂逆变器(FLI)提供标准的三相调制波。di。(1)r4)+丢++∞电机电磁转矩方程如下：一(5)式中，=丢p×real{iA~g}，转子角速度图3单逆变器双电机系统空间矢量脉宽调制技术(SVPWMs)同电机A一样，将式(2)～(5)的下标图3显示了单逆变器双电机系统下的SVPWMs“A”换成“B”即得电机B的数学模型。配置方式，采用了一种特殊的方法将SVPWM信号卢从六路整合成五路，依据如式(1)。(f)=(f)+(t)(f)=(f)+(t)vc(f)=()+(f)()／(f)=()+(t)(f)=(f)+(t)式中“A”和“B”分别代表永磁同步电机A一

7、(PMSMA)和B(PMSMB)，从式(1)中可以图4双电机系统d—q坐标系看出，(f)信号被加载到A电机的每一相中，相其中，坩代表电机A和B的磁链矢量，当于零序分量，在线电压中将被抵消掉，所以)对A电机的影响可以忽略。同理可以得出0、0口代表转子位置。由图4可知，电机A和B的电磁转矩表达式如(，)对B电机的影响可以被忽略。下．3永磁同步电机(PMSM)数学模型一3d电机A(PMSMA)在d-q坐标系下的数学模im．3d_㈣＼u，型可以被描述为如下公式。Bd+一【0以d轴作为参考轴，定子电流空间矢量可以表f2、示为：d一++∞P(7)设转子永磁体磁链