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低频信号注入法的永磁同步电机无速度传感器控制

郜亚秋  
【摘要】: 高性能的永磁同步电机(PMSM)调速系统中,需要精确的转子位置和速度信号来实现磁场的定向,因而需要在转子轴上安装机械传感器来检测转速和转子位置。但是机械式传感器存在成本高,可靠性低,不易维护等缺点,因而无速度传感器控制技术成为研究的热点问题。现有的控制方法中,在中高速段已获得较好的控制性能,但是在低速段的控制还存在问题,针对永磁同步电机无速度传感器低速段的控制,本文中采用了低频信号注入法,这种方法具有对电机参数不敏感,适用性广,鲁棒性强的优点。 首先分析了现有的各种永磁同步电机无速度传感器控制策略,介绍了永磁同步电机三种转子结构,建立了不同坐标系下永磁同步电机的数学模型;其次在永磁同步电机矢量控制的基础上详细讨论了低频信号注入法提取转速的基本原理,并在此基础上利用MATLAB/SIMULINK仿真工具建立了永磁同步电机无速度传感器矢量控制系统的仿真模型,进行了仿真研究,仿真结果验证了低频信号注入法的正确性;最后利用TI公司推出的数字信号处理器DSP芯片TMS320F2812,实现了基于低频信号注入法的永磁同步电机无速度传感器的实验运行,实验结果验证了这种方法适合于低速运行,对电机参数的变化不敏感,鲁棒性强。


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