新闻中心

EEPW首页 > 嵌入式系统 > 设计应用 > 利用无传感器矢量控制技术实现超高效率电机控制

利用无传感器矢量控制技术实现超高效率电机控制

—— 数字信号处理技术的进步支持无传感器电机控制设计采用尖端系统建模
作者:Anders Norlin Frederiksen时间:2010-07-27来源:电子产品世界收藏

  近年来,随着浅层和露天永磁体材料的不断发展且越来越容易开采,工业应用中的高性能变速电机越来越多采用永磁同步电机()。使用 驱动的先天优势包括:高扭矩重量比、高功率因子、更快的响应、结实耐用的构造、易于维护、易于控制以及高效率。高性能速度和/或位置控制要求准确判定转轴位置和速度,使相位激励脉冲与转子位置同步。因而电机轴上需安装绝对编码器和磁性旋转变压器(Resolver)等速度和位置传感器。然而,在大多数应用中,这些传感器会带来多种弊端,例如:可靠性降低,易受噪声影响,成本和重量增加,以及驱动系统更复杂等。无传感器矢量控制则不需要速度/位置传感器,因而这些问题也就不复存在。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/111226.htm

  近年来, 关于 的无传感器速度和位置控制方法,研究文献中提出多种解决方案。 针对 PMSM驱动的无传感器转子位置估计,已开发出三种基本技术。

  •   基于反电动势(BEMF)估计的技术
  •   基于状态观测器和扩展卡尔曼滤波器(EKF)的技术
  •   基于空间显著性跟踪-初始定位的其它技术

  反电动势技术

  基于反电动势技术的位置估计根据电压和电流估计磁通量和速度。在较低速度范围内,这种技术对定子电阻特别敏感。由于机器的反电动势很小,并且开关设备的非线性特征会产生系统噪声,因此很难得到关于机器终端的实际电压信息。在中高速范围内,利用反电动势方法可以获得较好的位置估计,但在低速范围内则不行。反电动势电压的幅度与转子转速成比例,因此静止时无法估计初始位置。所以,从未知转子位置启动可能伴随着暂时反向旋转,或者可能导致启动故障。EKF 能够对随机噪声环境中的非线性系统执行状态估计,因而对于 PMSM的速度和转子位置估计,似乎是可行且具计算效率的候选方法。

  基于空间显著性跟踪的技术利用磁显著性,适合零速工作,可以估计初始转子位置,而不会受其它参数影响。针对初始转子位置,主要有两种基本方法,分别基于脉冲信号注入和正弦载波信号注入。我们看一个例子。

  反电动势与初始启动的平衡(来源于 Bon-Ho Bae):

  图 1 为无传感器矢量控制方案的框图,其中不含位置传感器。框图中,轴间控制的前馈项 Vds_ff 和Vqs_ff 可以表示为:

  其中ωr 为转子的转速。


上一页 1 2 3 下一页

关键词: ADI DSP PMSM

评论


相关推荐

技术专区

关闭