论文题目: 基于高频注入的永磁同步电动机无传感器运行研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 电机与电器
作者: 刘毅
导师: 贺益康
关键词: 永磁同步电动机,无位置传感器,矢量控制,高频注入,凸极跟踪,传感器集成
文献来源: 浙江大学
发表年度: 2005
论文摘要: 永磁同步电动机由于无需励磁电流、运行效率和功率密度都很高,在过去的二十年里被广泛地应用在交流调速传动中,但它的高性能控制需要精确的转子位置和速度信号去实现磁场定向。在传统的运动控制系统中,通常采用光电编码器或旋转变压器来检测转子的位置和速度。然而,这些机械式的传感器增加了系统的成本,并且降低了系统的可靠性。因此,取消这些装置以提高系统的可靠性并降低成本的研究逐渐热门。目前,永磁同步电动机无位置传感器控制技术的研究已经取得了丰硕的成果,但大多依赖于对电动机基波方程的分析,不适于低速及零速下应用,而且对电动机的参数非常敏感。为此,必须深入研究包括零速在内的全速度范围的转子位置、速度的强鲁棒性检测方法。本论文就此选题,主要作了如下研究工作: 一、根据能否在低速和零速下应用的原则把现有无位置传感器控制技术分为两大类,总结出适于零速和极低速方法应具备的三个基本特征:利用电动机的凸极效应、持续注入高频激励信号和需要高带宽的噪声过滤器。 二、基于凸极跟踪的思想,详细讨论了旋转高频电压/电流信号注入法和脉振高频电压信号注入法在永磁同步电动机无位置传感器运行控制中的应用。分别介绍了这两类高频信号注入法的转子位置自检测原理,并应用这两类转子位置自检测方法建立了永磁同步电机无传感器矢量控制系统的仿真模型,进行了仿真比较。仿真结果表明,采用脉振高频电压信号注入的凸极跟踪系统结构简单,静、动态调速性能较好;但采用旋转高频电压信号注入法的系统更易于实现。 三、构建了采用旋转高频电压信号注入法的小功率内插式永磁同步电动机无位置传感器矢量控制实验装置,对实验系统开发过程中的一些关键实现技术进行了深入研究。基于该平台得到的实验结果表明这种基于旋转高频电压信号注入、凸极跟踪的转子位置自检测方法可以在全速范围内有效地观测出转子的位置和速度,采用无位置传感器运行的矢量控制系统具有良好的静、动态特性,而且对电动机参数的变化不敏感,对外界的干扰也具有很好的鲁棒性。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1．1 交流调速传动的发展和现状
1．2 永磁同步电动机(PMSM)的调速控制
1．2．1 永磁同步电动机及其数学模型
1．2．2 PMSM矢量控制
1．2．3 PMSM无位置传感器控制
1．2．4 转子初始位置的检测
1．3 无位置传感器控制的实现难点及对策
1．4 本文主要研究内容
第二章 基于高频注入的永磁同步电动机转子位置自检测技术
2．1 旋转高频信号注入法原理
2．1．1 旋转高频信号激励下永磁同步电动机的数学模型
2．1．2 凸极跟踪转子位置自检测方法
2．2 脉振高频电压信号注入法原理
2．3 两种高频电压注入法的比较
2．4 本章小结
第三章 采用高频电压信号注入法的无位置传感器矢量控制仿真研究
3．1 旋转高频电压信号注入法的仿真研究
3．2 脉振高频电压信号注入法的仿真研究
3．3 本章小结
第四章 基于旋转高频电压信号注入的无位置传感器PMSM矢量控制实验研究
4．1 实验系统的硬件设计
4．1．1 变频器主电路的设计
4．1．2 数字信号处理器(DSP)为核心的控制电路设计
4．1．3 MOSFET驱动电路的设计
4．1．4 信号检测和保护回路的设计
4．2 实验系统的软件设计
4．2．1 软件基本结构
4．2．2 PMSM矢量控制的DSP实现
4．2．3 电压空间矢量调制的DSP实现
4．2．4 转子位置自观测的 DSP实现
4．2．5 数字滤波器 DSP实现算法的研究
4．2．5．1 数字滤波器的原理和技术要求
4．2．5．2 IIR滤波器的设计
4．2．5．3 FIR滤波器的设计
4．3 实验研究
4．4 本章小结
结束语
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
发布时间: 2005-07-14
参考文献
- [1].采用高频电压信号注入法检测位置的PMSM控制系统研究[D]. 汪双明.武汉理工大学2006
- [2].基于高频注入法的无位置传感器永磁同步电动机调速系统[D]. 林滨.辽宁科技大学2011
- [3].永磁同步电动机无传感器矢量控制技术研究[D]. 郑宝周.郑州大学2006
- [4].基于高频电压注入法的永磁同步电机转子初始位置检测[D]. 章明霞.天津工业大学2018
- [5].永磁同步电动机的无传感器位置检测研究[D]. 许仙明.南昌大学2007
- [6].高频电压标准装置的设计与实现[D]. 阮滨.哈尔滨工程大学2012
- [7].无位置传感器永磁交流伺服系统控制策略的研究与实现[D]. 张剑.天津大学2005
- [8].无位置传感器永磁同步电动机调速研究[D]. 梁亮.吉林大学2010
- [9].永磁同步电动机无位置传感器控制技术研究[D]. 石强.山东大学2015
- [10].永磁同步电动机无传感器的位置检测技术研究[D]. 高飞.哈尔滨理工大学2013
相关论文
- [1].永磁同步电机无速度传感器技术的研究[D]. 齐放.南京航空航天大学2007
- [2].无速度传感器永磁同步电机控制系统的开发[D]. 孙健.清华大学2006
- [3].基于高频注入和卡尔曼滤波的永磁同步电机无传感器控制[D]. 郑建芬.沈阳工业大学2005
- [4].贴面式永磁同步电机无传感器控制及初始位置检测[D]. 赵金铭.沈阳工业大学2005
- [5].基于DSP的永磁同步电机无传感器矢量控制系统研究[D]. 顾军.南京航空航天大学2006
- [6].基于推广卡尔曼滤波的永磁同步电机无位置传感器控制[D]. 李响.天津大学2004
- [7].永磁同步电机无位置传感器控制的研究[D]. 詹大为.天津大学2004
- [8].采用高频电压信号注入法检测位置的PMSM控制系统研究[D]. 汪双明.武汉理工大学2006
- [9].永磁同步电动机无传感器矢量控制技术研究[D]. 郑宝周.郑州大学2006
- [10].表面式永磁同步电机无传感器控制策略及初始位置检测[D]. 宋正强.沈阳工业大学2004