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1、PMSM无位置传感器矢量控制的滑模观测器设计徐庆(合肥荣事达三洋电器股份有限责任公司,230088)摘要:永磁同步电机无传感器控制技术不但能够降低系统成本,而且能够增加系统的可靠性。为实现永磁同步电机无位置传感器的运行,本文提出了一种基于自适应滑模观测器的非线性速度/角度估算方法,基于永磁同步电机的数学模型,根据实测电流与估算电流之间的误差构成滑模面,将反电动势估算值反馈引入电机电流观测中。为简化调速系统的硬件结构,我公司设计了一个截止频率可随转速变化的低通滤波器。关键词:永磁同步电机滑模观测器无传感器矢量控制SlidingModeObserverD
2、esignforPMSMPositionSensorlessVectorControlXuQing(HefeiRongshidaSanyoElectricCo．Ltd．,230088)Abstract:SensorlesscontrolofPMSMhasbeenahotresearchtopicofmotorcontroltechnology,whichhastheadvantagesoflowcostandhighreliability．Anonlinearadaptiveslidingmodespeed/positionobserverwaspr
3、oposedforsensorlesscontrolofPMSM．Theslidingwasdefinedbasedontheerrorsbetweenactualandes-timatedcurrents．Estimatesoftheback-EMFfeedbackintroducedtotheobservationofthemotorcurrent．Inordertosimplifythehardwarestructureofthespeedcontrolsystem,alowpassfilterwithacut-offfrequencychan
4、-gingwiththerotorspeedwasdesigned．Keywords:PMSM,Slidingmodeobserver,Sensorless,Vectorcontrol而且对于前开式滚筒洗衣机,当负载位于滚筒的1引言顶部时,必须克服重力对电机负载做功。在这种随着电子技术的发展以及国家对家电节能要情况下,能够迅速处理动态负载变化的磁场定向求越来越严格,变频技术在家电上的应用越来越控制(FieldOrientedControl,FOC)脱颖而出,成为广泛,如变频洗衣机、变频空调、变频冰箱等。各满足这些环境需求的主要方法。大家电制造商均在研
5、究和优化变频控制方案,合基于无传感器FOC的PMSM控制,在家用电肥三洋作为国内最早推出变频洗衣机的企业,对器上的应用有着无可比拟的成本优势。无传感器变频电机在洗衣机上的应用有着深入研究。洗衣FOC技术也克服了其在某些应用上的限制,即由机在洗涤过程中的负载始终处于动态变化中,并于电机被淹或线束放置位置的限制等问题,而无随着实际洗涤量和选定洗涤模式的不同而变化,法部署位置或速度传感器。由于PMSM使用了由作者简介:徐庆(1987．9—),男,毕业于重庆大学电子信息工程专业,现任合肥荣事达三洋电器股份有限责任公司软件工程师,主要从事洗衣机控制软件开发工作
6、。电器2012-增刊631转子上的永磁体所产生的恒定转子磁场,因此尤表示为从静止的a—b—c坐标系向静止的α—β其适用于电器产品。此外,PMSM的定子磁场由正坐标系变换,以及从静止的α—β坐标系向同步速弦分布的绕组产生。与感应电机相比,PMSM在旋转的d—q坐标系变换。又由于电机为三相对其尺寸上具有优势。使用无刷技术的电机噪声也称接法,三相之间有彼此确定的关系,即:比直流电机小。i+i+i=0(1)abc作为无位置传感器FOC控制算法的核心,速这样可以得出实用的变换关系:度与转子位置估算器设计的好坏直接决定了调速ì10üiïïïïiαa系统的精度以及
7、动态响应速度。目前常用速度与{}=í12ý{}(2)iβïïïïib转子位置估算器的设计主要有以下几种:î33þ自适应观测器法:直接或者间接从电机反电idcosθsinθiα动势中提取位置信息的方法,但是此种方式计算{}={θ}{}(3)i-sinθcosiqβ量大,对电机参数依赖性强。此外,在电机低速运ì10üiïïïïiaα转时转速位置估算困难,目前这一方法只适用于{}=í13ý{}(4)中高速场合。ibïï-ïïiβî22þ扩展的卡曼滤波观测器法(EFK):由于系统iαcosθ-sinθid的噪声未知,其滤波观测器参数不易调整,而且该{i}={
8、sinθcosθ}{i}(5)βq算法计算量也比较大,不太适用于对成本敏感的式(2)、(3)为Clarke、
