表面式永磁同步电机无传感器控制策略及初始位置检测

近十年来，无传感器技术在永磁同步电机中的应用得到了长足发展，然而大多数文献和资料表明，这些工作主要针对内埋式永磁同步电机，而对表面式永磁同步电机无传感器技术的研究甚少。这是因为表面式永磁同步电机d轴电感和q轴电感相同，没有凸极性，位置和速度的估算十分困难。因此，本文以表面式永磁同步电机无传感器技术的实现为研究重点，并利用数字信号处理器(DSP)对转子初始位置估算方法进行了初步实验研究。 首先介绍了空间电压矢量的PWM技术，导出了适合DSP并由两相定子坐标系电压计算PWM脉宽的方法，在建立仿真模型基础上进行了仿真验证。 提出了用于无机械传感器控制技术的自适应积分补偿观测器，并利用MATLAB分别对带机械传感器同步电机控制系统和无机械传感器同步电机控制系统进行仿真实验，将二者的性能加以比较。结果表明该观测器自适应能力强，在转速5r／min仍然能较好估算转子位置。 其次，提出了一种新的永磁同步电机转子初始位置估算方法——电压脉冲矢量法。该方法原理是基于定子铁心的非线性磁化特性，即当定子绕阻电流产生的磁场与转子磁场反向时，磁路中的阻抗较高，定子电流减少；反之磁路饱和程度增强，磁阻较小，定子电流增大。因此，可以通过检测电流的变化来获得转子初始位置信息。最后，利用DSP搭建硬件实验电路，对转子初始位置估算方法进行实验，验证了电压脉冲矢量法理论的正确性。