永磁同步电机无位置传感器控制及高速重投仿真研究

摘要

永磁同步电机(PMSM)在高速运转工况下被重新投入使用,是其在许多关键领域应用不可或缺的重要功能之一。在此工况下,由于电机转子的初始位置未知,会存在观测误差;如果控制不当,将出现电流冲击现象或者引发过流故障。为此,文章从工程实际出发,针对无位置传感器PMSM高速重投的全过程,提出了一种基于三段式控制模式的带速重投方法。其在初始投入时,采用电流幅值闭环型零电压矢量控制方法对电机电流进行闭环控制,以避免电流的突变;再通过合理的切换策略,将控制方式自然过渡到基于d-q轴电流闭环的矢量控制,并采用虚拟电阻法以提升转子位置观测的精度,使电机平稳地进入正常控制模式。对内置式PMSM的带速重投全过程进行了数值仿真,结果显示,在重投的全过程中,PMSM电流无冲击现象发生,转速和位置角估算没有突变,转子位置角的观测方法、控制策略和调制策略均实现了平滑切换,电机被稳定地牵引到正常运行工况,验证了所提方法的可行性和有效性。