基于无速度传感器pmsm矢量控制的研究

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1、分类号TM46密级基于无速度传感器的PMSM矢量控制研究ResearchofPMSMVectorControlBasedonSensorless研究生姓名：秦灿华指导教师姓名、职称：刘连根（教授级高工）学科专业：电力电子与电力传动研究方向：现代电力电子技术及系统论文答辩日期答辩委员会主席湖南工业大学二零一二年六月五日万方数据湖南工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究

2、做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：日期：年月日湖南工业大学论文版权使用授权书本人了解湖南工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其他手段保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。作者签名：导师签名：日期：年月日万方数据摘要近些年，风力发电行业得到了很大的发展。而永磁同步电机(PermanentMagnetSynchronousMotor

3、，PMSM)以体积小、重量轻、惯性小、转矩大、维护方便等优点在风力发电行业得到越来越多的使用。在PMSM出厂之前都要经过严格的出厂实验。由于以往的机组实验系统占地面积大，节能效果差，并且在被试机为大容量电机时容量受到限制，所以交流变频实验电源系统以成为很好的一种选择；同时由于传统的采用恒压频比控制方式无法获得理想的转速、转矩等动态控制性能，因此采用恒压频比控制的实验电源也受到了新的挑战，大有被矢量控制取代的趋势；另外由于速度编码器故有的一些问题，尤其是现阶段大部分MW级PMSM在机体结构上没有预留安装速度编码器的位置，PMSM变频

4、实验电源系统在实现矢量控制的基础上提出了新的要求，即实验无速度传感器矢量控制。因此无速度传感器技术和矢量控制技术成为了电机实验电源控制系统的两项关键技术。本课题以市场需求为导向，市场项目为依托，公司现有产品设备为基础开展PMSM无速度传感器矢量控制工程化应用研究。首先，系统地研读了PMSM矢量控制相关知识，包括坐标变换原理及方法，三种磁场定向方法及各自的特点，PMSM数学模型，及多种控制策略特点，各种解耦方法等等各方面的专业知识，为理解交流同步电机矢量控制打下了坚实的理论基础，并在MATLAB中进行了PMSM带速度传感器矢量控制仿

5、真研究。其次，在PMSM矢量控制的基础上实现速度估计，这也是本文的研究重点。从电机实验电源的客户技术协议及现场实验情况可以得知，变频实验电源系统对电机低速性能要求不是很高。所以本研究将重点放在PMSM中高速度区及稳态时的转速估计上。通过查阅大量文献资料，本文采用模型参考自适应方法，分别选择基于电流模型和基于反电动势模型进行速度估计研究，并分别进行了MATLAB仿真研究。经过仿真结果的对比分析，选择采用基于反电动势模型的模型参考自适应速度估计方法用于工程化实践。最后，研究结果在某实验站PMSM对拖实验中进行了验证性实验，实验结果证明

6、了研究方法的正确性和稳态速度估计的准确性。关键词：无速度传感器、矢量控制、PMSM，速度估计、模型参考自适应I万方数据ABSTRCTTherecentyears,windpowerindustrygotgreatdevelopment.Forit’sadvantagesofsmallvolume,lightweight,highttorque,convenientmaintenanceetc,PMSMgetmoreandmoreusinginwindpowerindustry.Beforefactory,thePMSMshould

7、throughrigorousfactoryexperiments.Variable-frequencyExperimentalPowerSupplySystembasedonvariablefrequencyspeedregulationbecomethemainstreamtosupplyapowerforthoseexperiments.Forthereasonsoftheinherentproblemsofspeedencoder,andespecially,atpresent,inthestructureofmostMW

8、classPMSMhadnopositionreservedtoinstallaspeedencoder,MotorexperimentstationsrequiredthattheyVariable-frequencyExperimentalPo