永磁同步电机相对于其它电机而言有着优异的控制性能,已广泛应用于社会生活的方方面面,特别是电梯和高精度伺服系统,而且我国在永磁体稀土方面的资源极为丰富,这就使得我们对永磁同步电机控制的研究具有重要的科学意义和实用价值。 本文介绍了一种基于电梯用低速大转矩永磁同步电动机的无齿轮拖动系统。该传动系统采用SVPWM变频电源给电机供电,直接带动曳引轮曳引电梯运行,不需要机械减速机构,使得传动系统的机械结构变得非常简单,大大减轻了繁重的日常维护工作,使系统的可靠性和利用率也大为增高。本文的创新点采用了无传感器算法,避免了由机械传感器带来的一些问题。 在理论上,从低速大转矩永磁同步电动机的数学模型出发,分析了永磁同步电动机控制的各种策略的优劣提出并实现了i_d=0的控制方案。针对低速大转矩电机的驱动系统,在对无传感器技术的研究之后确定了一种基于自适应控制的转子转速/位置估算方法。为了减少系统的谐波,采用了空间矢量PWM技术。通过MATLAB/Simulink软件对无齿轮电梯曳引传动系统进行了建模和仿真,结果表明该无传感器算法的可行性和建模的正确性。在硬件上,采用高速的数字信号处理器(DSP)作为控制器;使用了智能功率模块(IPM)作为逆变环节,缩减了控制系统的体积;电流和电压检测采用LEM公司的霍尔传感器,提高了系统采样精度。以TMS320LF2407为核心,采用汇编语言编写了完整的系统控制软件,实现了定子相电流采样、相电压计算、转子速度/位置观测、驱动信号输出等功能。在本文设计的永磁同步电机系统试验平台上,按照设计的硬件和软件方案,最后成功试制出一套完整的11kW永磁同步电动机的无传感器控制系统,并通过各种试验测试验证了该永磁同步电机控制系统除动态和静态性能均达到了基本要求外,还具有很强的鲁棒性。