柱塞泵用永磁同步电机无位置传感器控制技术研究.pdf

《柱塞泵用永磁同步电机无位置传感器控制技术研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文柱塞泵用永磁同步电机无位置传感器控制技术研究RESEARCHONSENSORLESSCONTROLOFPERMANENTMAGNETSYNCHRONOUSMOTORUSEDFORPLUNGERPUMP李禄平哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TM351学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文柱塞泵用永磁同步电机无位置传感器控制技术研究硕士研究生：李禄平导师：邹继斌教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM351U.D

2、.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONSENSORLESSCONTROLOFPERMANENTMAGNETSYNCHRONOUSMOTORUSEDFORPLUNGERPUMPCandidate：LiLupingSupervisor：Prof.ZouJibinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ElectricalEngineeringAffiliation：Dept.ofElectricalEngineeringDateof

3、Defence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要表贴式永磁同步电机（SPMSM）具有高功率密度、高效率及高功率因数的优点，被广泛应用在工业场合，但是对于工作在海水中的电机，要求位置传感器耐腐蚀、浸水及浸油等级高，将无位置传感器控制技术应用于上述场合电机控制中具有高可靠性低成本的优点。针对柱塞泵在零转速下存在较大的负载转矩且大小随着海水压力变化而变化的问题，本文对柱塞泵用SPMSM的初始位置辨识、启动及中高速无位置传感器控制进行深入研究。在SPMS

4、M定子绕组中施加较大电流时，定子铁心趋向于饱和且交直轴磁路交叉耦合现象很明显，导致电机交直轴同步电感系数差别较大而出现饱和凸极效应。基于该效应本文提出一种六脉冲电压矢量注入的方法辨识转子初始角度，首先依据顺序注入六个脉冲电压矢量，采样每个矢量作用下的定子电流响应，然后根据响应曲线最大值判断转子所处扇区，最后由扇区决策采用脉冲及电流采样值计算转子初始角度。针对柱塞泵存在较大启动转矩问题，本文结合SPMSM流频比控制方法深入研究基于定子电流定向的流频比启动方法。首先分析加速过程中电机电流、转子角度的控制策略，将电机平稳加速至10%额定转速；然后研究采用电流控制函数的状态切换方法进行

5、，分析了直线及指数形式的电流控制函数。仿真及实验结果表明流频比启动方法在加速过程中具有很强的鲁棒性，且状态切换瞬间转速及电流波动较小。在SPMSM中高速范围运行时，传统滑模观测器的估计电流存在严重的抖动，锁相环带宽设计不合理可能导致估计转速发散。针对以上问题，本文首先深入研究了三种SMO准切换函数下电流估计的效果，得出sigmoid(x)函数效果较好，然后对该函数在不同指数下的估计电流收敛性进行了分析。最后设计锁相环各部分的参数，发现采用双线性方法对低通滤波器离散得到的转子位置估计精度较高，鲁棒性也较好；设计环路滤波器的参数以实现不同转速下转子速度的精确估计。实验结果显示转子

6、位置估计误差最大为6，且随着转速增大而减小。关键词：表贴式永磁同步电机；六脉冲电压矢量注入；流频比启动；状态切换；滑模观测器-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractSurfaceMountedPermanentMagnetSynchronousMotor(SPMSM)hastheadvantagesofhighpowerdensity,highefficiency,andhighpowerfactor.Itiswidelyusedinindustrialapplications,butformotorsoperatinginseawater,thepositions

7、ensorisrequiredtobecorrosionresistant,highgradeoffloodingandoilimmersion.Theapplicationofpositionsensorlesscontrolofmotortotheaboveapplicationshastheadvantagesofhighreliabilityandlowcost.Fortheproblemthattheplungerpumphasalargeloadtorqueatzerospeed