6GK5308-2FL00-2AA3
发布时间：2018-12-11 09:19:25点击率：
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关于PMSM的无传感器速度和位置控制方法，研究文献中提出多种解决方案。 针对PMSM驱动的无传感器转子位置估计，已开发出三种基本技术：
基于反电动势(BEMF)估计的各种技术
基于状态观测器和扩展卡尔曼滤波器(EKF)的技术
基于实时电机建模的其他技术
反电动势技术
基于反电动势技术的位置估计根据电压和电流估计磁通量和速度。在较低速度范围内，这种技术对定子电阻特别敏感。由于机器的反电动势很小，并且开关设备的非线性特征会产生系统噪声，因此很难得到关于机器终端的实际电压信息。在中高速范围内，利用反电动势方法可以获得较
好的位置估计，但在低速范围内则不行。
反电动势电压的幅度与转子转速成比例，因此静止时无法估计初始位置。所以，从未知转子位置启动可能伴随着暂时反向旋转，或者可能导致启动故障。EKF能够对随机噪声环境中的非线性系统执行状态估计，因而对于PMSM的速度和转子位置估计，似乎是可行且具计算效率的候选方法。
基于空间显著性跟踪的技术利用磁显著性，适合零速工作，可以估计初始转子位置，而不会受其它参数影响。针对初始转子位置，主要有两种基本方法，分别基于脉冲信号注入和正弦载波信号注入。
6GK5308-2FL00-2AA3 反电动势与初始启动的平衡(来源于Bon-Ho Bae)
图1为无传感器矢量控制方案的框图，其中不含位置传感器。框图中，轴间控制的正馈项Vds_和Vqs_可以表示为：
其中，ωr
为转子的转速。
只看内置式PMSM (IPMSM)的标准电压公式，坐标系可以表
示为：
其中，θerr为实际角度与估计角度之间的差值。
现在重新定位d轴，可以得到：
假定电流PI调整器将产生小误差，θerr很小，d轴可以表示为：
在图1的建议估计器及所导出的公式中，误差信号Vds_error由PI补偿器处理，以导出转子的转速，而转子的角度则通过对估计的速度进行积分而算得。其它常见方法用微分法计算速度，但这会使系统易受噪声影响。Bon-Ho Bae的实验研究表明，建议估计器能够为应用提供非常准确且可靠的速度信息。但在零速和低速时，反电动势电压不够高，无法用于所建议的矢量控制。因此，对于从零速度开始的无缝操作，估计器利用恒定幅度和预定模式频率来控制电流。这里，同步坐标系的角度通过对频率进行积分而导出(初始启动方法)。