基于高频注入法的同步磁阻电机无位置传感器矢量控制研究

摘要

同步磁阻电机采用常规叠片转子结构，拥有结构简单可靠、制造简易以及成本低廉等特点。采用变频器驱动，在相同功率和机座号的情况下，其效率高于常规的异步电机，具有良好的应用前景。在矢量控制中，必须精确的检测出电机转子的位置，以实现坐标变换和速度闭环控制。通常采用位置传感器来获得位置信号，但是，位置传感器的引入会提升控制系统的成本，并削弱系统的可靠性，而且在井下潜油电机等远距离供电的特殊场合，难以使用位置传感器，因此，研究无位置传感器的高性能矢量控制显得尤为重要。
　　本课题将基于旋转高频电压注入法的无位置传感器矢量控制技术应用于同步磁阻电机，重点研究同步磁阻电机在低速和零速时的转子位置、转速的检测算法。在分析概述同步磁阻电机的结构特点、运行原理、数学模型及其矢量控制策略的基础上，根据课题实际情况，选用d轴恒磁链的矢量控制技术。研究了传统基于旋转高频电压注入法的位置辨识原理和特性，针对反正切算法求取位置时存在的问题，引入锁相环跟踪技术。提出了在无带通滤波器条件下，同步磁阻电机的旋转高频电压注入法控制策略，减少位置跟踪的滞后，同时减轻控制芯片的运算负担。
　　在 MATLAB/Simulink环境下对同步磁阻电机无位置传感器矢量控制进行仿真分析，验证了采用无位置传感器控制算法的可行性。在此基础上，搭建了基于TMS320F28335 DSP的同步磁阻电机无位置传感器矢量控制实验平台，编写了相关的控制程序，进行了试验研究。仿真和实验验证了无位置传感器矢量控制算法的有效性和仿真结果的准确性。

目录

声明

1绪论

1.1课题研究背景和意义

1.2 SynRM无位置传感器控制的国内外研究现状

1.3本课题的研究内容

2 SynRM数学模型及矢量控制技术

2.1引言

2.2 SynRM的结构特点

2.3 SynRM的数学模型

2.4 SynRM控制策略

2.5空间矢量脉宽调制技术（SVPWM）

2.6本章小结

3 基于旋转高频电压注入法的转子位置检测算法

3.1引言

3.2基于旋转高频电压注入法的SynRM数学模型

3.3传统旋转高频电压注入法的转子位置估算方法

3.4简化的旋转高频电压注入法

3.5本章小结

4 SynRM无位置传感器矢量控制系统仿真

4.1引言

4.2系统仿真模型

4.3仿真结果与分析

4.4本章小结

5 实验验证

5.1引言

5.2系统硬件设计

5.3软件设计

5.4实验结果及分析

5.5本章小结

6 总结与展望

6.1全文总结

6.2下一步工作展望

致谢

参考文献

附录 实验硬件平台图