【摘 要】
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永磁同步电机具有结构简单、功率/转矩密度高和运行效率高等优点,在航空航天、交通运输、家用电器、工程机械等领域得到了广泛应用。无位置传感器控制技术是永磁同步电机控制技术的研究热点,本文针对永磁同步电机无位置启动及低速运行问题展开研究,分析位置观测器参数与位置跟踪性能的关系,讨论注入信号参数选择对位置估算性能的影响,提出滤波器参数的设计方法,实现永磁同步电机平滑启动及无位置运行。本文的主要工作包括:
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永磁同步电机具有结构简单、功率/转矩密度高和运行效率高等优点,在航空航天、交通运输、家用电器、工程机械等领域得到了广泛应用。无位置传感器控制技术是永磁同步电机控制技术的研究热点,本文针对永磁同步电机无位置启动及低速运行问题展开研究,分析位置观测器参数与位置跟踪性能的关系,讨论注入信号参数选择对位置估算性能的影响,提出滤波器参数的设计方法,实现永磁同步电机平滑启动及无位置运行。本文的主要工作包括:
建立永磁同步电机的数学模型,包括三相静止坐标系和同步旋转坐标系下电机方程。研究基于永磁同步电机的脉振高频电压注入法,包括脉振注入法的注入信号选择,响应信号的处理,磁极判断方法,观测器选择。考虑锁相环观测器的滞后性,分析动态情况下锁相环观测器参数对位置跟踪性能的影响,确定锁相环观测器参数选择和动态性能指标的关系,提出无位置传感器永磁同步电机矢量控制双闭环 PI 参数设计方法。基于MATLAB/Simulink平台进行仿真,验证理论分析的正确性。
在实际工程应用时,各种干扰因素的存在不可避免,将对系统运行性能造成或多或少的影响。高频注入法实现时,采样信号主要是电流信号,本文在考虑电流偏差的基础上,分析注入信号的参数选择,特别是注入信号幅值、频率和相位选择对位置估算性能的影响。在注入信号幅值和频率选择上提出参考,仿真结果与实验结果验证理论分析的正确性。另外,对滤波器的相位延迟造成的不利影响进行研究,提出滤波器参数设计的原则。
最后搭建基于TMS320F28035的永磁同步电机无位置传感器驱动实验平台,对永磁同步电机启动及低速运行特性进行实验,验证理论分析的有效性和正确性。
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