国产精品不卡在线,精品国产_亚洲人成在线高清,色亚洲一区,91激情网

內(nèi)置式永磁同步電機(jī)（Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, IPMSM）具有高轉(zhuǎn)矩密度、高效率、體積小等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)、航空航天等高端領(lǐng)域。傳統(tǒng)控制方法需要通過(guò)機(jī)械傳感器獲得轉(zhuǎn)子位置及轉(zhuǎn)速信息，造成系統(tǒng)更加復(fù)雜、成本增加、可靠性降低等問(wèn)題。為進(jìn)一步拓寬IPMSM的應(yīng)用領(lǐng)域，無(wú)位置傳感器控制技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。

IPMSM在中高速范圍通常采用反電動(dòng)勢(shì)法獲得轉(zhuǎn)子位置信息。而在零低速時(shí)，由于電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)過(guò)小，不易準(zhǔn)確獲取轉(zhuǎn)子位置信息，因此常采用高頻脈振信號(hào)注入法實(shí)現(xiàn)無(wú)位置傳感器控制。高頻脈振信號(hào)注入法利用電機(jī)的凸極效應(yīng)，向估計(jì)d軸注入高頻電壓信號(hào)，從高頻電流中提取出零低速下的轉(zhuǎn)子位置信息。該方法易于實(shí)現(xiàn)，具有較高的工程應(yīng)用價(jià)值。

為了簡(jiǎn)化控制，無(wú)位置傳感器控制技術(shù)通?；趇d=0控制。但是，為了充分利用IPMSM的磁阻轉(zhuǎn)矩，提升電機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出能力和系統(tǒng)效率，更應(yīng)采取最大轉(zhuǎn)矩電流比控制（Maximum Torque Per Ampere, MTPA）。

為了實(shí)現(xiàn)MTPA控制，許多學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)的研究，主要分為兩種：一種是離線(xiàn)計(jì)算法，包括公式法和查表法。公式法精度較差且計(jì)算量較大，查表法需要進(jìn)行多次離線(xiàn)測(cè)試且運(yùn)行效果會(huì)受到實(shí)際工況的影響。另一種是在線(xiàn)估計(jì)法，包括極值搜索法和信號(hào)注入法。極值搜索法收斂速度較慢導(dǎo)致動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力較差。信號(hào)注入法是將信號(hào)注入到電機(jī)中，所以不可避免地會(huì)引起額外的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和損耗增加。

有學(xué)者提出一種虛擬信號(hào)注入的方法，通過(guò)向電流矢量角中注入高頻正弦或者方波信號(hào)，構(gòu)建注入信號(hào)后的電機(jī)模型實(shí)現(xiàn)MTPA控制。此類(lèi)方法不依賴(lài)電機(jī)參數(shù)且并未將高頻信號(hào)注入到電機(jī)中，避免了由信號(hào)注入帶來(lái)的損耗增加等問(wèn)題。

目前，虛擬信號(hào)注入MTPA控制策略注入的高頻信號(hào)主要有兩種形式：正弦信號(hào)和方波信號(hào)。對(duì)于正弦信號(hào)，通常需要使用帶通濾波器和低通濾波器獲取dTe/dβ。如果將其直接與高頻脈振注入無(wú)位置控制結(jié)合，較多的濾波器會(huì)進(jìn)一步降低整個(gè)控制系統(tǒng)帶寬，影響系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。

對(duì)于方波信號(hào)，省去濾波器的使用，但會(huì)使得到的電流矢量角中包含高頻方波信號(hào)。對(duì)于高頻脈振信號(hào)注入的無(wú)位置傳感器控制，不可避免地要向控制系統(tǒng)中注入高頻信號(hào)，這會(huì)使得d軸上存在兩種高頻信號(hào)，從而影響位置信號(hào)的提取。

為克服傳統(tǒng)虛擬信號(hào)注入MTPA控制策略與高頻脈振無(wú)位置控制策略結(jié)合的不足，江蘇大學(xué)電氣信息工程學(xué)院的研究人員提出一種基于直流虛擬信號(hào)注入的MTPA控制策略。在高頻脈振信號(hào)注入無(wú)位置控制策略的基礎(chǔ)上，為避免注入的兩種信號(hào)相互干擾，通過(guò)分別向估計(jì)dq軸上注入直流信號(hào)，計(jì)算出相應(yīng)的功率追蹤MTPA工作點(diǎn)，來(lái)提升系統(tǒng)效率。兩種控制算法都是通過(guò)信號(hào)注入的方式對(duì)電機(jī)參數(shù)擾動(dòng)具有一定的魯棒性。

圖1 IPMSM控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

研究人員指出，該方法通過(guò)向估計(jì)d軸注入高頻脈振電壓信號(hào)獲取轉(zhuǎn)子位置信息，向估計(jì)dq軸電流注入直流信號(hào)追蹤MTPA工作點(diǎn)。該虛擬信號(hào)注入方法不會(huì)產(chǎn)生額外的損耗，并且不依賴(lài)電機(jī)參數(shù)。與傳統(tǒng)虛擬信號(hào)注入MTPA方法相比，所提方法不會(huì)影響無(wú)位置控制算法，同時(shí)注入的高頻電壓信號(hào)不會(huì)影響MTPA追蹤精度。

他們最后通過(guò)搭建IPMSM實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法能夠在不影響轉(zhuǎn)子位置估計(jì)精度、不依賴(lài)電機(jī)參數(shù)的情況下，實(shí)現(xiàn)MTPA控制，并且在不同工況下具有較好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力和魯棒性。

本文編自2021年第24期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》，論文標(biāo)題為“基于虛擬信號(hào)和高頻脈振信號(hào)注入的無(wú)位置傳感器內(nèi)置式永磁同步電機(jī)MTPA控制”，作者為趙文祥、劉桓 等。