无传感器永磁同步电机矢量控制系统概述_图文

1、 电气传动2003 年第 4 期 号变成一个直流量, 很容易用一个高通滤波器滤 掉。 载波信号电流矢量的正相序分量的轨迹是一 个圆, 而整个载波信号电流矢量是一个椭圆。 由载 波信号电流矢量所划出的椭圆是电流凸极的表 现。 当电机转子没有凸极时, 载波信号电流矢量只 包括正相序分量, 轨迹是一个圆。L o renz 的文章 中给出了利用外差法和跟踪观测器来根据电流矢 量获得转子位置的方法。 这里不再详述, 有兴趣的 读者可以查阅参考文献 12, 13 。 这种方法的优点 是可以应用于较宽的速度范围内, 低速时也能得 到较好的估算结果。 但是由于有高频信号注入, 它 又会带来高频噪声的问题。 还

2、有一种利用永磁电机的凸极效应来估算转 子位置和速度的方法是计算电机的定子电感的方 法 。 利用检测得到的电压和电流值, 计算出在这 个位置时的定子电感, 并与预先制好的表格中的 电感值相比较, 进而确定转子的位置。 但是由于在 暂态和低速时不容易准确地测量定子电压, 所以 计算得到的电感值也会有误差。 315人工智能理论基础上的估算方法 14 进入 20 世纪 90 年代, 电机传动上的控制方 案逐步走向多元化。 智能控制思想开始在传动领 域显露端倪, 专家系统、 模糊控制、 自适应控制、 人 工神经元网络纷纷应用于电机控制方案中。 这方 面的文章虽也屡有发表, 只是产业化的道路仍很 漫长,

3、相信在不远的将来, 随着智能控制理论与应 用的日益成熟, 会给交流传动领域带来革命性的 变化。 实现, 并越来越实用。 此外人工智能理论等也开始 应用于电机控制领域, 显示了电机控制方案逐步 走向多元化的趋势。 参考文献 1 李钟明, 刘卫国, 刘景林等 1 稀土永磁电机 1 国防工业出版 社, 1999 2陈峻峰 1 永磁电机 1 机械工业出版社, 1982 3李永东 1 交流电机数字控制系统 1 机械工业出版社, 2002 4 M aidu M , Bo se B K. Ro to r Po sition E stim ation Schem e of a Perm anen t M ag

4、net Synch ronou s M ach ine IEEE fo r H igh Perfo rm ance V ariab le Sp eed D rive. I A S A nnual 53 M eeting, 1992, (1 : 48 5 M inghua Fu, L ongya Xu. A N ovel Sen so r2less Con tro l T echn ique fo r Perm anen t M agnet Synch ronou s M o to r ( PM SM U sing D ig ital Signal P rocesso r ( D SP . IE

5、EE 408 A ero sp ace and E lectron ics Conference, 1997, (1 : 403 6 Sen jyu T , Sh im abuku ro T , U ezato, K. V ecto r Con tro l of Perm anen t M agnet Synch ronou s M o to rs W ithou t Po sition . IEEE PESC R eco rd, 1995, (2 : 759 765 and Sp eed Sen so rs 7 F rench C, A carn ley P. Con tro l of Pe

6、rm anen t M agnet M o to r D rives U sing a N ew Po sition E stim ation T echn ique. IEEE 1097 T ran s. Ind. 1996, 32 (5 : 1089 8 L ow T S, L ee T H , Chang K T. A N on linear Sp eed O b server fo r Perm anen t2 m agnet Synch ronou s M o to rs. IEEE T ran s. 316 Ind. 1993, 40 (3 : 307 9 So lsona J ,

7、 V alla M I, M u ravch ik C. A N on linear R educed O rder O b server fo r Perm anen tM agnet Synch ronou sM o to rs. 497 IEEE T ran s. Ind. 1996, 43 (4 : 492 10 Kan 2P ing Ch in, Zong 2Hw ang Hong, Hong 2 R u W ang. Shaft 2 sen so rless Con tro l of Perm anen t M agnet Synch ronou s M o to rs U sin

8、g a slid ing O b server. P roceed ing s of the 1998 392 IEEE In ternational Conference. 1998, (1 : 388 11 J un H u, Dong 2qi Zhu, B in W u. Perm anen t M agnet Synch ronou s M o to r D rive W ithou t M echan ical Sen so rs. IEEE E lectrical and Com p u ter Eng ineering Conference, 1996, (2 : 603 606

9、 12 Co rley M J , L o renz R D. Ro to r Po sition and V elocity E stim ation fo r a Perm anen t M agnet Synch ronou s M ach ine . IEEE I at Stand still and H igh Sp eed s A S A nnualM eeting, 1996, (1 : 36 41 13 L im ei W ang, L o renz R D. Ro to r Po sition E stim ation fo r Perm anen t M agnet Syn

10、ch ronou s M o to r U sing Saliency2 track ing Self 2sen sing M ethod. IEEE I A S A nnual M eeting, 2000, (1 : 445 450 14 Hong ru L i, J ianhu i W ang, Shu sheng Gu, T ao Yang. A N eu ral2netw o rk 2based A dap tive E stim ato r of Ro to r Po sition and Sp eed fo r Perm anen t M agnet Synch ronou s

11、4结论 本文首先简单介绍了永磁同步电机数学模型 和矢量控制的基本原理, 在此基础上又集中介绍 了近十几年来提出的多种估算永磁同步电机转子 位置和转速的方法。 其中较早的是基于 PM SM 基 本电磁关系的方法, 如直接计算法和利用反电动 势估算转子位置和转速的方法等, 这种方法的问 题在于低速性能差, 且对电机参数的准确性要求 也较高。 为了解决低速运行的问题, 观测器, 模型 参考自适应, 高频注入等方法被相继提出并应用 于永磁同步电机的控制中。 这些方法扩大了永磁 同步电机转速的控制范围, 能够获得较好的控制 性能。 但是由于永磁同步电机是一个非线性的系 统, 这些方法应用起来较复杂, 计算量较大。 随着 微处理器的快速发展, 这些方法现