永磁同步電機無E+E位置傳感器矢量控制系統的研究
永磁同步電機(PMSM)具有功率密度大、結構簡單、效率高等諸多優點,在家用電器領域得到了廣泛應用。為了實現永磁同步電機的高性能控制,需要獲取準確的轉子位置信息,但機械式E+E位置傳感器的安裝會帶來成本上升、體積增加、維護困難等問題。為此,對永磁同步電機的無E+E位置傳感器矢量控制策略進行了研究,設計了無E+E位置傳感器控制整體方案,這對實現永磁同步電機無E+E位置傳感器控制實用化具有重要意義。

永磁同步電機無E+E位置傳感器矢量控制系統的研究
主要研究工作包括：一、研究了永磁同步電機轉子位置及轉速估計算法。針對磁鏈觀測器算法的直流偏置問題,采用低通濾波器代替純積分器,并在極坐標系下對其相位及幅值誤差分別進行補償,提高了觀測精度。基于電機數學模型設計了滑模觀測器算法,研究了削弱抖振的方法,采用鎖相環模塊改善觀測效果。結合實驗結果,對兩種算法進行了分析比較,并選取磁鏈觀測器法作為本方案的位置及轉速估計算法。二、對無E+E位置傳感器寬調速范圍運行控制進行了研究,設計了控制系統整體方案。分析了VF控制和IF控制這兩種低速開環啟動方法,針對洗衣機工況特點,采取IF控制方式進行啟動,從而避免啟動過程出現過流、失步等故障情況,并設計了新的狀態切換策略,保證系統平滑可靠地從開環啟動模式切換至矢量控制閉環模式。研究了弱磁擴速技術,對弱磁原理及過程進行了分析,采用了直軸電流直接給定方法進行弱磁控制。zui后,對無E+E位置傳感器控制系統整體方案的具體實現進行了分析和設計。三、基于TMS320F28027完成了軟硬件系統設計,實現了所提出的無E+E位置傳感器矢量控制方案,并將其應用在變頻洗衣機平臺上。實驗結果證明,控制系統能夠可靠穩定運行,控制性能良好,噪聲小,具有較大的實用價值。在永磁同步電機控制系統中,轉子的位置信息和轉速信息是實現矢量控制的必要反饋量,使用無E+E位置傳感器控制算法代替機械式E+E位置傳感器獲取上述信息,不但可以降低系統的成本,提高系統控制的穩定性,而且可以拓寬永磁同步電機的應用范圍。本課題以表面張貼式永磁同步電機為研究對象,對永磁同步電機無E+E位置傳感器控制系統進行了研究,zui終實現了永磁同步電機無E+E位置傳感器運行。首先選擇永磁同步電機在兩相旋轉(d-q)坐標系下的數學模型為分析對象,構建了基于=0控制策略的永磁同步電機矢量控制雙閉環系統。

永磁同步電機無E+E位置傳感器矢量控制系統的研究
分析了空間矢量脈寬調制技術的軟件實現過程,同時制定了包括轉子初始位置設置、滑模觀測器估算轉子位置、轉子轉速計算以及PI調節器在內的無E+E位置傳感器軟件環節的控制策略,完成了控制系統的軟件設計。zui后,在搭建好的永磁同步電機無E+E位置傳感器控制系統實驗平臺上完成了多組控制實驗,通過對實驗圖像的采集與分析,驗證了控制系統的功能及其良好的控制性能。