電動車用永磁同步電機無傳感器矢量控制研究.pdf

1、針對當今世界越發(fā)嚴重的環(huán)境污染和能源緊缺問題，通過數據分析表明，機動車是造成問題的主要原因。研發(fā)新能源汽車是解決上述問題的主要手段，而新能源汽車的關鍵部件是電機。永磁同步電機(PMSM)憑借其高功率密度、高效的運行效率、體積小等優(yōu)勢成為現代電動汽車驅動系統(tǒng)首選的驅動電機。PMSM矢量控制系統(tǒng)中，需要在永磁同步電機主軸側安裝位置傳感器來獲取電機轉速和轉子位置，而電動汽車用電機的工作環(huán)境相對惡劣，這極大的增加了電動車的后期維修成本，并且影響

2、車用電機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，無位置傳感器技術應運而生，也是諸多學者研究的熱點問題。
　　無位置傳感器控制技術包含開環(huán)控制技術和閉環(huán)控制技術，開環(huán)控制技術在受到外界干擾的情況下估算精度不高，誤差較大。閉環(huán)控制技術能很快地跟蹤系統(tǒng)輸出，有效削弱噪聲和環(huán)境干擾。本文針對車用永磁同步電機驅動系統(tǒng)的特點，提出基于新型滑模觀測器(Sliding Mode Observer，SMO)、高頻注入法（High Frequency Injecti

3、on，HFI）和模型參考自適應(Model Reference Adaptive System，MRAS)三種無位置傳感器控制策略，建立了基于三種控制策略的系統(tǒng)模型，仿真分析驗證了三種方法可行性。
　　滑模變結構控制具有算法簡單，在PMSM無傳感器控制中動態(tài)響應非?？斓膬?yōu)點。本文基于電流誤差方程，設計了滑模觀測器(SMO)，采用反正切函數代替符號函數來減小了系統(tǒng)抖振。但是，由于滑?？刂评碚撔枰杉来磐诫姍C的反電勢，在電機啟動和

4、低速段，反電勢非常微弱很難采集。因此，針對滑膜變結構控制存在的問題，提出了基于高頻注入法(HFI)估算永磁同步電機轉速和轉子位置的方法，在高頻注入估算過程中，加入了大量的濾波器，造成永磁同步電機在高速段的穩(wěn)定性大大下降甚至失真。論文最后將上述兩種控制策略結合，實現了永磁同步電機全速范圍內無傳感器矢量控制中對轉速和轉子位置的估計。此方法適用于凸極結構明顯的車用驅動電機，具有很高的估算精度。
　　當電動車上采用凸極結構不明顯的電機時，