留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

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
    下载: 导出CSV

    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
  • [1] KIVANC O C, OZTURK S B. Sensorless PMSM drive based on stator feedforward voltage estimation improved with MRAS multi-parameter estimation[J] . IEEE/ASME Transactions on Mechatronics,2018,23(3):1326 − 1337. doi: 10.1109/TMECH.2018.2817246
    [2] ZHANG X N, FOO G H B. A constant switching frequency-based direct torque control method for interior permanent-magnet synchronous motor drives[J] . IEEE/ASME Transactions on Mechatronics,2016,21(3):1445 − 1456. doi: 10.1109/TMECH.2015.2480782
    [3] 王毅波, 曹宽, 李彪. 一种改进型指数趋近律的永磁同步电机滑模控制[J] . 微电机,2019,52(12):81 − 84,106. doi: 10.3969/j.issn.1001-6848.2019.12.016
    [4] 郭磊磊, 王华清, 代林旺, 等. 基于超螺旋滑模观测器的永磁同步电机无速度传感器控制方法[J] . 电力自动化设备,2020,40(2):21 − 31,34.
    [5] 苗敬利, 张宇航, 秦王毓. 基于超螺旋算法的永磁同步电机无传感器控制策略[J] . 现代电子技术,2020,43(17):162 − 165,170.
    [6] 王要强, 朱亚昌, 冯玉涛, 等. 永磁同步电机新型趋近律滑模控制策略[J] . 电力自动化设备,2021,41(1):192 − 198.
    [7] 苗敬利, 周重霞, 郑大伟. 永磁同步电机调速系统变指数趋近律控制[J] . 电气传动,2019,49(11):18 − 21.
    [8] 苗敬利, 郑大伟, 周重霞. 基于混合滑模控制器和反正切观测器的SPMSM直接转矩控制[J] . 控制与决策,2019,34(9):1831 − 1839.
    [9] 罗雯, 赵峰, 高锋阳, 等. 基于新型指数趋近率和转子位置观测器的PMSM积分滑模控制[J] . 电测与仪表,2021,58(1):172 − 176.
    [10] 董力维. 电动汽车电机无传感器稳定性能控制研究[J] . 计算机仿真,2017,34(5):182 − 186. doi: 10.3969/j.issn.1006-9348.2017.05.038
    [11] 苑国锋, 牛泽农, 郑春雨, 等. 一种低载波比下内埋式永磁同步电机离散龙贝格观测器[J] . 电工技术学报,2019,34(2):236 − 244.
    [12] 刘细平, 丁卫中, 袁长征, 等. 空调压缩机低速无位置传感器控制策略[J] . 电气传动,2021,51(2):3 − 8.
  • 加载中
图(8) / 表(2)
计量
  • 文章访问数:  166
  • HTML全文浏览量:  140
  • PDF下载量:  313
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2021-08-04
  • 刊出日期:  2022-02-23

目录

    /

    返回文章
    返回