寬轉速范圍永磁同步電機無位置傳感器控制*

肖仁鑫，趙 晗，胡海雙

(昆明理工大學a.交通工程學院；b.昆明物理研究所，昆明 650221)

0 引言

永磁同步電機(permanent magnet synchronous motor,PMSM)具有體積小、效率高的特點，目前已在工業、汽車、家電等領域得到廣泛的應用。永磁同步電機矢量控制需要通過傳感器獲取轉子位置，傳感器的使用導致系統成本增加、可靠性降低、體積增大等問題。為克服這些問題，無位置傳感器控制逐漸成為目前的研究熱點[1]。

目前，永磁同步電機無位置傳感器控制根據轉速適用范圍主要分為兩類。一類為利用磁鏈信息或基頻激勵的反電動勢進行轉子位置和轉速估計[2-4]，主要適用于中高速區域；另一類為利用電機凸極特性獲取轉子位置信息，適用于零速和低速運行[5-7]。為了實現全速域的無傳感器控制，需要將上述方法結合起來。秦峰等[8]通過加權函數將高頻信號注入法和模型參考自適應法的觀測值進行綜合，實現了全速域范圍的無傳感器控制，但模型參考自適應算法對參數依賴大，魯棒性差。BARNARD等[9]在低速和零速時采用任意注入法，中高速時采用有效磁鏈法，通過滯環控制來實現兩種方法之間的過渡。田里思等[10]將高頻信號注入與滑模觀測器結合，使用鎖相環代替反正切函數，但滑模增益為固定值，無法實現系統的快速響應。以上方法都比較復雜，若想實現全速域的無傳感器控制，必需將其中兩種方法結合起來，這將增加控制系統的實現難度。為了簡化算法的復雜性，有學者將恒壓頻比(V/f)控制方法應用于低速零速區域[11]，但V/f控制方法由于沒有電流閉環，在電機啟動或轉矩突變時容易出現電流失控，嚴重時會損壞電子器件。……