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            高性能永磁同步電動機的低成本簡易正弦波控制

            來源:本站   發布時間:2015/8/5 16:16:29   點擊量:  

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                 針對于無刷直流電機存在轉矩脈動大、噪聲大等缺點,采用帶低成本霍爾位置傳感器的永磁同步電動機,提出一種高效的永磁同步電動機簡易正弦波控制方法,并對電機的起動和制動過程進行了分析。利用霍爾位置傳感器得到轉子位置以及轉速信息進行閉環控制,在角度計算中補償合理的超前角,同時在系統中加入反電動勢前饋控制。以TMS320F2027為主控芯片搭建平臺進行實驗,經實驗證明,所提出的簡易正弦波控制算法運行可靠、起動平滑,能有效減小電機轉矩脈動,降低噪聲,提高電機運行效率,制動快速。

              永磁同步電動機(以下簡稱PMSM)由于其控制性能好、調速范圍寬、起動轉矩大、體積小、功率密度大等優點,在洗衣機、空調、冰箱等家用電器領域得到廣泛的應用。永磁同步電動機是非線性、強耦合的復雜系統,在其控制方法中往往需要價格昂貴的高精度的位置傳感器來獲得精準的轉子位置進行控制。但是在家用電器等需要盡量降低成本的領域,利用昂貴的位置傳感器使不經濟的,主要的解決辦法分為兩種:無位置傳感器控制和帶低精度位置傳感器控制。而為了保證產品的安全可靠性,實際應用中更多地使用霍爾位置傳感器來檢測位置進行控制。

              針對利用低精度的霍爾位置傳感器進行轉子位置檢測的永磁同步電動機控制方法,國內外都進行了一些研究。有人研究了用霍爾位置傳感器得到轉子位置信息,使用電流閉環的正弦波控制代替六步換向控制,并對轉矩脈動進行分析。并提出了利用霍爾傳感器進行位置估計,并使用SVPWM的矢量控制方法。這些方法中都需要采樣到準確的電流值進行解耦控制。也有學者提出了不需要電流閉環控制的PMSM簡易正弦波控制。

             曾做試驗,以一臺應用于高性能波輪洗衣機的外轉子表貼式隱極PMSM為研究對象。首先建立了靜止坐標系下的三相PMSM數學模型。在此基礎上提出了單轉速閉環的簡易正弦波控制策略,并對轉速測量、超前角以及反電勢前饋控制進行分析,接著分析了電機起動和制動方法,并提出了類似方波起動方法。通過實驗驗證了所提出的簡易正弦控制算法具有轉矩脈動小,效率高,起動切換平滑、穩定,制動快速可靠的特點。

               


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