基于高频信号注入的永磁同步电机无传感器矢量控制的研究

• 作 者: 洪波
• 机 构: 东北大学
• 出 处: 东北大学
• 发表日期: 2008年期
• 关键词: 永磁同步电机 无传感器技术 脉振高频信号注入 数字信号处理 矢量控制 仿真模型

永磁同步电机具有体积小、效率高、可靠性好以及对环境的适应能力强等诸多优点，在各种高性能驱动系统中得到了广泛应用。永磁同步电动机的无传感器控制技术是当前电机控制技术领域的研究热点之一。无传感器控制技术不但能降低系统的成本，而且能够增加系统的可靠性。无传感器控制技术的研究在高速电机、微型电机、航空航天、水下机器人、家用电器等一些特殊场合具有重要意义。本文采用高频信号注入法对永磁同步电动机的无位置传感器控制原理及其实现方法进行了研究，重点解决永磁同步电动机在低速和零速时的无位置传感器控制问题。　　
本文主要进行了如下的工作：　　
首先，在阅读了大量国内外相关文献资料的基础上，对永磁同步电机无传感器控制技术的研究进展和发展现状进行了综述；阐述了无传感器控制技术的优势、在工业领域的应用及其发展趋势；对适用于零速和低速以及高速运行的永磁同步电机无传感器控制方法进行了归类和分析比较。　　
其次，基于凸极跟踪的思想，详细讨论了脉振高频电压信号注入法在永磁同步电动机无位置传感器运行控制中的应用。介绍了高频信号注入法的转子位置自检测原理，为后续的仿真提供理论依据；针对实际课题设计的有传感器矢量控制，以TI公司专用数字信号处理器TMS320LF2812A为核心控制器件，设计了一套完整的硬件结构和软件体系。并且给出了控制系统的部分硬件电路图包括采样电路、故障检测电路、保护电路等部分硬件电路和主程序及中断程序等软件框图。　　
最后，建立基于高频信号注入的永磁同步电机无传感器矢量控制系统设计仿真模型。仿真结果表明，采用脉振高频电压信号注入的凸极跟踪系统结构简单，静、动态调速性能较好。　　
矢量控制和无传感器控制技术促进了电机控制技术的进一步提高和创新，但还有许多理论和技术问题需要解决，这些问题的解决对于我国工业生产和发展有着重要意义。