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永磁同步电机无位置传感器控制策略研究

何郑 马西沛 范平清 赵恒 王岩松

何郑, 马西沛, 范平清, 赵恒, 王岩松. 永磁同步电机无位置传感器控制策略研究[J]. 上海工程技术大学学报, 2021, 35(4): 321-326.
引用本文: 何郑, 马西沛, 范平清, 赵恒, 王岩松. 永磁同步电机无位置传感器控制策略研究[J]. 上海工程技术大学学报, 2021, 35(4): 321-326.
HE Zheng, MA Xipei, FAN Pingqing, ZHAO Heng, WANG Yansong. Research on sensorless control strategy of PMSM[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2021, 35(4): 321-326.
Citation: HE Zheng, MA Xipei, FAN Pingqing, ZHAO Heng, WANG Yansong. Research on sensorless control strategy of PMSM[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2021, 35(4): 321-326.

永磁同步电机无位置传感器控制策略研究

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51675324);上海科委研发服务平台(18DZ2295900);上海汽车工业科技发展基金会产学研项目(1910)
详细信息
    作者简介:

    何郑:何 郑(1996−),男,在读硕士,研究方向为永磁同步电机控制. E-mail:1121365768@qq.com

    通讯作者:

    马西沛(1980−),男,实验师,硕士,研究方向为汽车电子电控、智能制造. E-mail:maxipei@163.com

  • 中图分类号: TM351;TG506

Research on sensorless control strategy of PMSM

  • 摘要: 针对电子水泵用永磁同步电机无传感器控制系统中调速存在超调、抖振和响应慢的问题,采用一种混合滑模变结构的速度环和龙伯格观测器的PMSM无传感器控制算法. 在转速环环节设计基于新型趋近律的滑模速度控制器,在传统指数趋近律的基础上,在等速项中加入运动点的运动误差,采取双曲正切函数替代比较切换函数,改善趋近滑模面运动过程中的收敛速度和抖振抑制能力. 采用线性控制结构的龙伯格观测器结合锁相环,应用到无传感器控制系统中,改善估算转速抖振问题及稳定性. 仿真结果表明,在电机空载启动和外加扰动工况下,该算法可有效提高永磁同步电机无传感器控制系统转速的跟踪效果,改善转速的超调与抖振问题,同时提高系统的抗外部干扰能力.
  • 图  1  趋近律相轨迹对比

    Figure  1.  Comparison of phase trajectories of approach law

    图  2  两种开关函数的对比

    Figure  2.  Comparison of two switching functions

    图  3  锁相环原理图

    Figure  3.  Schematic diagram of phase-locked loop

    图  4  系统原理图

    Figure  4.  Schematic diagram of system

    图  5  Luenberger+PI转速环下的转速曲线

    Figure  5.  Speed curve under Luenberger + PI speed loop

    图  6  Luenberger+T–SMC转速环下的转速曲线

    Figure  6.  Speed curve under Luenberger + T–SMC speed loop

    图  7  Luenberger+PI转速环转速误差

    Figure  7.  Luenberger observer and speed PI speed difference

    图  8  Luenberger+T–SMC转速环转速误差

    Figure  8.  Luenberger observer and T–SMC speed difference

    表  1  PMSM参数表

    Table  1.   Table of PMSM parameters

    参数取值
    极对数$P$4
    阻尼系数$B$0.0001
    定子电阻${R \mathord{\left/ {\vphantom {R \Omega }} \right. } \Omega }$2.875
    定子电感${ { {L_s} } \mathord{\left/ {\vphantom { { {L_{\rm{s}}} } { {\text{mH} } } }} \right. } { {\text{mH} } } }$0.0085
    永磁体磁链${ { {\varphi _{\rm{f}}} } \mathord{\left/ {\vphantom { { {\varphi _{\rm{f} } } } {W{\text{b} } } } } \right. } { {\text{Wb} } } }$0.175
    转动惯量$ J/(\text{kg}·{\text{m}}^{2}) $0.001
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    表  2  性能对比

    Table  2.   Performance comparison

    性能指标条件设置PI转速环/%T–SMC转速环/%
    超调量空载启动19.9672.968
    突加负载5.3262.687
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2021-08-04
  • 刊出日期:  2022-02-23

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