无速度传感器控制系统的载波信号注入分析

樊生文，杨 濛，孟凡志

(北方工业大学,北京100041)

0 引 言

对于高性能永磁同步电机驱动器来说,获得转子位置信息是至关重要的。转子位置可由精确的传感器来获得,例如光电编码器、旋转变压器等。然而使用转子位置传感器的同时也会带来成本、体积、噪声和可靠性等问题。因此,交流电机的无速度传感器控制技术已研究了多年。

这些技术基本上可以分为2类:一类是基于反电动势的技术,另一类是基于电机凸极追踪的技术。第一类利用了电机基波或者谐波的反电动势来进行转子位置估算,这类方法包括滑模观测器、扩展卡尔曼滤波器和模型参考自适应等方法。这些方法都在中高速下得到了较好的效果,但在低速下,由于反电动势的减弱,这些方法无法继续保持性能。为了解决这类问题,开始研究利用电机转子凸极效应、饱和效应的高频信号注入法。总体上,这些载波注入方法可分为2类:一类是基于静止坐标系下的旋转高频信号注入法;另一类是基于参考旋转坐标系的脉振高频信号注入法。

研究的主要目标集中在以下几点:提高无速度传感器载波信号注入法的准确性;进一步消除磁饱和的影响;以及逆变器的非线性影响和阻抗影响。在基于载波信号注入法中,数学归纳模型用于简化分析。在文献[8]中,分析了基于凸极追踪的无传感器控制下的高频电阻的影响,同时也分析了误差产生的原因。

所选择的载波信号注入频率都会远高于基波频率。……