基于vpvm永磁同步电机无传感器控制策略研究

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1、电气传动和自动控制《电气自动化)2010年第32卷第5期ElectricDrive&AutomaticControI基于VPVM永磁同步电机无传感器控制策略的研究六宋正强张平(扬州市职业大学汽车与电气工程系，江苏扬州225011)摘要：贴面式永磁同步电机的无传感器控制在低速和静止时一直存在着转子位置难以检测和估算的问题，本文针对该情况提出了一种新的无传感器控制策略。转子初始位置检测是根据定子铁心的非线性磁化特性，采用电压脉冲矢量注入法(VPVM)。这种方法不需要电机参数和额外的硬件设施．电机开始运行时，由闭环

2、自适应磁通观测器估算转子位置、速度．通过MATLAB仿真，从理论上验证了该方法的有效性。关键词：永磁同步电机无传感器控制系统仿真DSP自适应观测器[中图分类号】TM341；TM921[文献标识码】A(文章编号】1000—3886(2OLO)O5—0023—04StudyoftheControlStrategyBasedOntheVPVMforSensorlessPMSMSongZhenqiangZhangPing(AutomabileandElectricalEngineeringDepartment，Yan

3、gzhouVocationalUniversity,YangzhouJiangsu225011，China)Abstract：Inthispaper，anewapproachtosensorlessspeedcontrolandinitialrotorpositionestimationforasurface·mountedpermanentmagnetsynchronousmotor(SPMSM)driveispresented．Atarotatingcondition，speedandrotorposit

4、ionestimationofSPMSMdriveisobtainedthroughaself-adaptivefluxobserver(SAO)byonlymeasuringphasevoltagesandcurrents．Theinitialrotorpositionisperformedbyusingthenonlinearmagnetizationcharacteristicsofthestatorcorecausedbytherotormagnets．Experimentalresultsshowt

5、hatinbothsteadyandtransientstate，thesystemcanallachieveexpectedperformances．Keywords：permanentmagnetsynchronousmotorsensorlesscontrolsystemsimulationDSPself-adaptiveobserver0引言估算法估计贴面式永磁同IB—ax／s永磁同步伺服电机以其高转矩惯量比，高能量密度和高效率步电机运行状态下的转子’I等优异性能，在中小功率驱动范围内引起了越来越多的

6、重视。在位置；通过向定子绕组输入q一大多数变速驱动系统中，为了实现闭环控制，需要轴传感器安装在不同的电压矢量检测转子ax趴＼／d—ax／s的初始位置，并观察相应电r电机轴上检测转子位置。但是在实际应用中，由于机械传感器的．压下所产生的电流，根据电～存在而降低了控制系统的可靠性和机械鲁棒性，提高了系统的价格。因此，在一些特殊场合及不要求较高低速特性的场合，无传感流的变化可以检测到转子器控制得到了普遍重视。目前，各国学者已提出了许多方法用来Ⅳ极所在的位置。在初始位完成转子速度和磁极位置的估算，其中一类方法为跟踪速

7、度信息置给定的前提下，利用Mat—图1电机模型法(如反电势法)，，通过对电机电压与电流的检测，合成积分得lab工具对整个控制系统作仿真实验。结果表明，该方法切实可行，出定子磁场磁通矢量，进而通过磁通与电流间的夹角获得最优转无论在暂态和稳态方面都能获得较好的性能。矩控制。但这种方法在速度的估算中容易引入量化噪声，需要对1永磁同步电机的数学模型⋯估算的磁通量给于一定的补偿进行校正，还需要与非线性观测器、图1是一台2极贴面式永磁同步电动机的空间矢量图。最优观测器和卡尔曼滤波器等技术相结合。第二种方法是跟踪电电压方程

8、为：机的空间凸极性”J。这种方法是在逆变器上加入高频信号，利用_[01+[】永磁电机的凸极效应来估计转子位置。尽管已经有许多估计转子位置的方法被提出，但大多数是针对内埋式永磁同步电机(磁链方程为<厶)，而对于贴面式永磁同步电机，导致电机在静止或极低速时难以估计转子位置．针对这一情况，本文提出一种闭环补偿磁通_[三旧+(2)式中，p=告为微分算子；为定子三相绕组电阻；，分别为★项目基金：扬州职业大学博