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永磁同步電機(jī)無(wú)E+E位置傳感器矢量控制系統(tǒng)的研究
永磁同步電機(jī)(PMSM)具有功率密度大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高等諸多優(yōu)點(diǎn),在家用電器領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)的高性能控制,需要獲取準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)子位置信息,但機(jī)械式E+E位置傳感器的安裝會(huì)帶來(lái)成本上升、體積增加、維護(hù)困難等問(wèn)題。為此,對(duì)永磁同步電機(jī)的無(wú)E+E位置傳感器矢量控制策略進(jìn)行了研究,設(shè)計(jì)了無(wú)E+E位置傳感器控制整體方案,這對(duì)實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)無(wú)E+E位置傳感器控制實(shí)用化具有重要意義。

永磁同步電機(jī)無(wú)E+E位置傳感器矢量控制系統(tǒng)的研究
主要研究工作包括：一、研究了永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置及轉(zhuǎn)速估計(jì)算法。針對(duì)磁鏈觀測(cè)器算法的直流偏置問(wèn)題,采用低通濾波器代替純積分器,并在極坐標(biāo)系下對(duì)其相位及幅值誤差分別進(jìn)行補(bǔ)償,提高了觀測(cè)精度?；陔姍C(jī)數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)了滑模觀測(cè)器算法,研究了削弱抖振的方法,采用鎖相環(huán)模塊改善觀測(cè)效果。結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果,對(duì)兩種算法進(jìn)行了分析比較,并選取磁鏈觀測(cè)器法作為本方案的位置及轉(zhuǎn)速估計(jì)算法。二、對(duì)無(wú)E+E位置傳感器寬調(diào)速范圍運(yùn)行控制進(jìn)行了研究,設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)整體方案。分析了VF控制和IF控制這兩種低速開(kāi)環(huán)啟動(dòng)方法,針對(duì)洗衣機(jī)工況特點(diǎn),采取IF控制方式進(jìn)行啟動(dòng),從而避免啟動(dòng)過(guò)程出現(xiàn)過(guò)流、失步等故障情況,并設(shè)計(jì)了新的狀態(tài)切換策略,保證系統(tǒng)平滑可靠地從開(kāi)環(huán)啟動(dòng)模式切換至矢量控制閉環(huán)模式。研究了弱磁擴(kuò)速技術(shù),對(duì)弱磁原理及過(guò)程進(jìn)行了分析,采用了直軸電流直接給定方法進(jìn)行弱磁控制。zui后,對(duì)無(wú)E+E位置傳感器控制系統(tǒng)整體方案的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)。三、基于TMS320F28027完成了軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了所提出的無(wú)E+E位置傳感器矢量控制方案,并將其應(yīng)用在變頻洗衣機(jī)平臺(tái)上。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,控制系統(tǒng)能夠可靠穩(wěn)定運(yùn)行,控制性能良好,噪聲小,具有較大的實(shí)用價(jià)值。在永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)中,轉(zhuǎn)子的位置信息和轉(zhuǎn)速信息是實(shí)現(xiàn)矢量控制的必要反饋量,使用無(wú)E+E位置傳感器控制算法代替機(jī)械式E+E位置傳感器獲取上述信息,不但可以降低系統(tǒng)的成本,提高系統(tǒng)控制的穩(wěn)定性,而且可以拓寬永磁同步電機(jī)的應(yīng)用范圍。本課題以表面張貼式永磁同步電機(jī)為研究對(duì)象,對(duì)永磁同步電機(jī)無(wú)E+E位置傳感器控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究,zui終實(shí)現(xiàn)了永磁同步電機(jī)無(wú)E+E位置傳感器運(yùn)行。首先選擇永磁同步電機(jī)在兩相旋轉(zhuǎn)(d-q)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型為分析對(duì)象,構(gòu)建了基于=0控制策略的永磁同步電機(jī)矢量控制雙閉環(huán)系統(tǒng)。

永磁同步電機(jī)無(wú)E+E位置傳感器矢量控制系統(tǒng)的研究
分析了空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)的軟件實(shí)現(xiàn)過(guò)程,同時(shí)制定了包括轉(zhuǎn)子初始位置設(shè)置、滑模觀測(cè)器估算轉(zhuǎn)子位置、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速計(jì)算以及PI調(diào)節(jié)器在內(nèi)的無(wú)E+E位置傳感器軟件環(huán)節(jié)的控制策略,完成了控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。zui后,在搭建好的永磁同步電機(jī)無(wú)E+E位置傳感器控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上完成了多組控制實(shí)驗(yàn),通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)圖像的采集與分析,驗(yàn)證了控制系統(tǒng)的功能及其良好的控制性能。