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永磁同步电机无传感器控制及在线参数辨识

2021-05-06孔丽丽易春求刘文通

组合机床与自动化加工技术 2021年4期

孔丽丽,易春求,刘文通

(1.中国计量大学机电系,杭州 310018;2.奥的斯机电电梯有限公司开发部,杭州 310019)

0 引言

永磁同步电机(PMSM)被广泛应用在机床、新能源汽车、工程机械、家用电器等领域。它具有结构简单、质量轻、体积小、效率高、调速范围宽等优点。在传统的PMSM调速系统中,为实现闭环控制,必须使用光电编码器、磁编码器等传感器测量电机转子的位置和转速。这样,不仅会增加系统的体积和生产成本,而且会增加系统故障率,降低系统的抗干扰能力。因此,采用无传感器的电机控制系统将是未来发展趋势[1]。

另一方面,随着对PMSM控制系统精度和稳定性要求的提高,控制系统中电机的参数必须足够准确。因此,实时地获取精确的电机参数对控制系统稳定性非常重要。理想情况下电机自身参数是常数。然而随着电机运行,内部环境变化如温升磁饱和等因素影响,PMSM的定子电感、定子电阻、磁链等参数都会发生变化,系统必须具有实时在线修正电机参数的功能。

对无传感器的PMSM控制系统而言,准确估计电机转子的位置和速度是控制系统实现的首要任务。目前,广泛研究和应用的方法主要有:电压电流检测法、观测器法、卡尔曼滤波、模型参考自适应法、旋转/脉振高频注入法、神经网络、模糊控制[2-10]。这些方法的实现,都离不开电机模型,离不开准确的电机参数。在线参数辨识并不是孤立于PMSM无传感器控制系统存在的,而是相关联的。在线参数辨识常用的方法有:卡尔曼滤波法、最小二乘法、遗传算法[11]。……

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