【摘 要】
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永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motors,PMSMs）以其具有高功率密度、低损耗和高可靠性等优势,而被广泛应用于各领域中。而永磁同步电机及其控制系统的成本问题,成为制约其在工业领域广泛应用的瓶颈。本文提出一种永磁同步电机在低速范围内的单电阻采样无位置传感器控制方法,降低了系统驱动硬件成本,提高了系统的可靠性,具体研究过程如下。首先,介绍永磁同步电动机数学
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永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motors,PMSMs）以其具有高功率密度、低损耗和高可靠性等优势,而被广泛应用于各领域中。而永磁同步电机及其控制系统的成本问题,成为制约其在工业领域广泛应用的瓶颈。本文提出一种永磁同步电机在低速范围内的单电阻采样无位置传感器控制方法,降低了系统驱动硬件成本,提高了系统的可靠性,具体研究过程如下。首先,介绍永磁同步电动机数学模型及其控制原理。并分别介绍三电阻采样和单电阻采样的原理,然后分析目标电压矢量处于电流重构不可观测区时的问题并给出了相应的移相方法,最后阐明单电阻采样相对于三电阻采样的采样延时所造成的电流重构误差问题。其次,根据几何关系给出单电阻采样PWM移相后的等价直线型调制波,然后通过傅里叶级数给出单电阻采样PWM移相电压谐波的傅里叶级数展开式,之后又利用离散小波变换对单电阻采样移相后与未移相之前的负载电压进行分析对比。通过分析结果可以发现,该分析方法能够更好地将移相产生的谐波分量与基波分量分离开。再次,提出旋转INFORM（INdirect Flux detection by On-line Reactance Measurement,INFORM）方法,并在此基础上提出基于相电流重构技术的旋转INFORM无位置传感器控制策略,该方法避免了PWM移相引起的电压谐波问题。之后对基于单电阻采样的旋转INFORM方法的原理进行介绍,并对电流采样过程进行分析。最终通过仿真证实上述所提算法在稳态时能获得较好的无位置传感器观测性能,且三相电流也具有较好的重构效果。最后,在2.2k W永磁同步电动机对拖实验平台上,对上述所提旋转INFORM方法进行实验验证,实验结果表明了所提方法在工程实际应用中的可行性。
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