內(nèi)嵌式永磁同步電機無位置傳感器混合控制方法

(浙江工業(yè)大學(xué) 信息工程學(xué)院，浙江 杭州 310023)

永磁同步電機(PMSM)因具有高效率、高轉(zhuǎn)矩電流比、高功率密度和可靠等優(yōu)點，在高精度的電機控制系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用[1]。而永磁同步電機需要精確的轉(zhuǎn)子位置信號來實現(xiàn)磁場定向，傳統(tǒng)做法是在電機轉(zhuǎn)軸上安裝位置傳感器來獲取轉(zhuǎn)子位置。安裝傳感器不僅增加了系統(tǒng)的體積、成本，而且維護性差，降低了系統(tǒng)的可靠性。因此，無位置傳感器控制成為電機控制技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點之一[2]。目前，永磁同步電機無位置傳感器觀測技術(shù)可分為兩大類[3]：1) 適用于中高速的基波激勵法，包括模型參考自適應(yīng)法[4]、滑模觀測器法[5-6]、有效磁鏈估計法[7]、擴展卡爾曼濾波[8-9]和全階擴展反電勢觀測器法等[10]；2) 適用于零速和低速的高頻注入法，主要有旋轉(zhuǎn)高頻注入法[11]、脈振高頻注入法[12]、高頻電流注入法[13-14]和高頻方波信號注入法等[15]。第一類方法依賴基波激勵模型中與轉(zhuǎn)速有關(guān)的量(如反電動勢)進行轉(zhuǎn)子位置和速度估算，但由于電機在低速運行時，反電動勢信號的信噪比很低，難以用來估計轉(zhuǎn)子位置[16]。因此，基波激勵法很難在零速和低速下檢測轉(zhuǎn)子位置和速度。第二類方法的基本原理是利用電機的凸極特性[17]。由于這種方法追蹤的是電機轉(zhuǎn)子的凸極效應(yīng)，因此對電機參數(shù)的變化不敏感，魯棒性好。但隨著轉(zhuǎn)速上升，反電動勢變大，使得激勵模型本身存在誤差，進而使轉(zhuǎn)子速度及位置檢測精度下降，系統(tǒng)穩(wěn)定性變差。……