基于间接电感法的永磁无刷直流电机无位置传感器控制

题名:基于间接电感法的永磁无刷直流电机无位置传感器控制
作者:王华斌
学位授予单位:重庆大学
关键词:永磁无刷直流电机;;内置式转子;;间接电感法;;无传感器控制;;初始转子位置估计
摘要:

 永磁无刷直流电机采用无位置传感器控制技术,可以省去位置传感器,更能节省空间,并能够让电机在高温、高压等恶劣环境中以及某Rare earth magnets 些不能安装位置传感器的场合正常工作,增加系统的可靠性。永磁无刷直流电机的无位置传感器控制技术是当前该领域的研究热点之一。

 永磁无刷直流电机的无位置传感器技术的关键点在于利用简单易行的方法在全转速范围内准确可靠的估计转子位置。纵观目前的永磁无刷直流电机的无位置传感器控制方法,比较成熟而可行的方法多集中于电机在中高速区域运行时,能够较准确估计转子位置;电机处于低速、极低速、静止状态时,因为反电动势幅值较小或者为零,而无法正常工作。因此这是永磁无刷直流电机的无位置传感器技术领域所面临的急待解决的问题,也是研究的难点。

 内置式永磁体转子为典型的凸极结构,凸极效应有助于提高永磁无刷直流电机的起动性能、过载能力,因而广泛地应用于家用电器及电动车等领域。论文对这种类型的永磁无刷直流电机的无传感器控制方法做了深入的研究,提出了一种新的无位置传感器控制方法。取得如下的研究成果:

 在借鉴国内外研究成果特别是电感法和反电动势法的基础上,提出了一种新型的无位置传感器控制方法-间接电感法,以解决电机低速和静止状态时电机转子位置的检测问题。理论和实验证明这种方法与电机转速无关,在整个电机转速范围内方法都不涉及电机转速,能解决常见的无位置传感器控制方案中低速和静止时无法正确估计转子位置的难题。

 为了扩大间接电感法的适用范围,对间接电感法进行了推广。分析了三角形连接的永磁无刷直流电机的无位置传感器控制问题,理论证明间接电感法也同样适用于此类连接方式的电机。对于目前广泛使用的星型连接的无中性点引出线的永磁无刷直流电机,理论和实验也证明改进的间接电感法的有效性。

 提出了把间接电感法和反电动势法相融合的方法。间接电感法由于采用H_PWM-L_PWM调制方式,因此逆变器的损耗和电机的http://www.chinamagnets.biz/faq.php转矩脉动比较大,为了克服这些缺点,把该方法与考虑电枢反应的反电动势法相结合,当电机转速达到一定速度后,无位置传感器控制方法由间接电感法切换到采用单极性调制的反电动势法,这样可以实现从低速到高速范围内的无位置传感器的高效率运行。

 针对内置式永磁无刷直流电机的特点,提出了一种新型的转子初始位置估计方法。该方法利用了内置式电机的凸极性和磁饱和特性来获得静止状态下转子初始位置的信息,具有30电角度的分辨率。
学位年度:2009