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永磁同步电动机无传感器控制技术综述

导读: pmsm无传感器技术自荣获国内外学者的广泛关注之后,研究进展很快,已取得阶段性成果,部分技术已实用化。从pmsm自身特点的深入挖掘到众多现代控制理论的引用,pmsm无传感器控制理论正不断的推陈出新。

引言

  pmsm因其高转矩惯性比、高能量密度、高效率等固有特点广泛应用于航空航天、电动车、工业伺服等领域。伴随着高性能磁性材料、电力电子技术、微电子技术和现代控制理论的发展,特别是矢量控制和直接转矩控制等高性能控制策略的提出,使得pmsm调速系统得以迅猛发展。pmsm矢量控制效法直流电机通过转矩分量和励磁分量解耦控制获得了优良动静态性能。打破了高性能电力传动领域直流调速系统一家独大的局面,并逐步迈进交流调速系统时代。

  高性能pmsm控制系统依赖于可靠的传感器装置和精确的检测技术。传统控制系统多采用光电编码器,旋转变压器等机械传感器获得转子位置信息。但是机械传感器安装维护困难,不但增加了系统机械结构复杂度,而且影响了系统动静态性能,降低了系统鲁棒性和可靠性。pmsm矢量控制系统性能往往受限于机械传感器精度和响应速度,而高精度、高分辨率的机械传感器价格昂贵,不但提高了驱动控制系统成本,还限制了驱动装置在恶劣条件下的应用。机械传感器低成本、高精度、高可靠性的自身矛盾根本的解决方法就是去掉机械传感器而采取无传感器技术。因此,pmsm无传感器控制技术的研究迅速成为热点。

pmsm国内外研究现状

  国外在20世纪70年代就开展无传感器控制技术的研究工作。在其后的20多年里,国内外学者对交流电机的无传感器运行进行了广泛的研究并提出了很多方法。这些研究成果使得无传感器控制的电机驱动系统能够应用于更多的工业领域中。

  pmsm无传感器技术主要两个发展阶段:第一代采用无传感器矢量控制技术的交流电动机经过近10年的研究和原型机试验已经出现在市场上。第一代无传感器电动机的调速精度不高,可以正常工作的速度范围也有限,在低速、零速时,机械特性很软且误差变得很大,无法进行调速。第一代无传感器技术还很不完善,

  因此限制了它的使用范围。现在正在研制的是第二代无传感器技术,人们预计将能有更高的精度且在零速时也能进行完全的转矩控制,可与传统的矢量控制技术相媲美。第二代无传感器技术预期的应用领域与第一代无传感器技术基本相同,但有更好的动态特性。

pmsm无传感器控制技术综述

  pmsm无传感器技术自荣获国内外学者的广泛关注之后,研究进展很快,已取得阶段性成果,部分技术已实用化。从pmsm自身特点的深入挖掘到众多现代控制理论的引用,pmsm无传感器控制理论正不断的推陈出新。现对pmsm无传感器控制主流理论综述如下。

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