徐海珠, 谢顺依, 崔维开, 王松林



基于脉振高频电压注入的对转永磁同步电机无位置传感器控制

徐海珠1, 谢顺依1, 崔维开2, 王松林1

(1. 海军工程大学 兵器工程系, 湖北 武汉, 430033; 2. 中国人民解放军92910部队监修室, 浙江 舟山, 315834)

为了简化对转永磁同步电机(PMSM)的结构, 提高其工作性能, 研究了该种电机的无位置传感器控制技术。结合面贴式对转PMSM的性质, 建立了其数学模型, 利用电机稳态时双转子转速相等的特点, 提出了一种基于高频脉振电压信号注入的转速估算方法。设计了转速跟踪观测器, 建立了对转PMSM的仿真模型和无位置传感器矢量控制系统。仿真结果与理论分析相吻合, 表明该系统可使面贴式对转PMSM在全速域内实现无位置传感器控制, 系统跟踪准确, 响应迅速, 鲁棒性强。

对转永磁同步电机; 无位置传感器控制; 全速域; 高频脉振电压; 矢量控制

0 引言

对转永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)[1]功率密度高、转矩脉动小, 有2个机械输出端口, 无陀螺效应, 可直接驱动对转螺旋桨推进系统, 在鱼雷和无人水下航行器等水下电力推进领域有广泛的应用前景。

对转PMSM由一个定子和内外2个转子组成, 如图1所示。外转子的内表面和内转子的外表面安装径向磁化的稀土永磁体。定子内外两侧安装螺线管绕组, 绕组端部比常规电机大幅缩短, 因而功率密度和效率大幅提高[2]。电枢内外两层绕组的相序相反[3], 因而在2层气隙中产生等大而反向旋转的磁场。

图1 对转PMSM结构

文献[1]研究了双转子PMSM的基本结构和绕组设计方法。……