高性能交流永磁同步电机伺服系统现状(3)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-28 原文发表:2007-06-28 人气:2

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5永磁同步电机无速度传感器控制系统

在永磁同步电机控制当中，需要检测转子的位置和速度。需要在转子轴上安装机械式传感器，测量电机的速度和位置。这些机械传感器经常是编码器（Encoder）、解算器（Resolver）和测速发电机（Tachometer）。机械传感器提供了电机控制所需的转子信号，但也给调速系统带来了一些问题：

1）机械传感器增加了电机转子轴上的转动惯量，加大了电机空间尺寸和体积。

2）机械传感器的使用增加了电机与控制系统之间的连接线和接口电路，使系统易受干扰，降低了可靠性。

3）受机械传感器使用条件如温度、湿度和振动的限制，调速系统不能广泛适应各种场合。

4）机械传感器及其辅助电路增加了调速系统的成本，某些高精度传感器的价格甚至可与电机本身价格相比。

为了克服使用机械传感器给调速系统带来的缺陷，许多学者开展了无机械传感器交流调速系统的研究。无机械传感器交流调速系统是指利用电机绕组中的有关电信号，通过适当方法估计出转子的位置和速度，取代机械传感器，实现电机控制。

永磁同步电机无速度传感器矢量控制技术的关键在于如何根据测量的电机电流和电压信号，估计电机的转速和转子位置。对于永磁同步电机调速系统可以采用一些直观的方法，即利用其特殊的电磁特性，来构造速度和转子位置的估计方法，例如：计算定子磁链矢量的空间位置来估计电机的转子位置、计算定子相电感来估计转子位置等。同时，随着现代控制、辨识技术的发展，为我们提供了许多可行的观测器构造方法来估计控制过程中的状态变量或参数。在电机的无速度传感器矢量控制技术中主要采用的观测器有：全阶状态观测器、自适应观测器、变结构观测器、卡尔曼滤波器等，采用这些方法构造的电机转子位置和速度观测器具有动态性能好、稳定性强。参数敏感性小等特点。随着高速数字信号处理器（DSP）技术的发展，使得各种具有优良性能的速度观测器能够在无速度传感器矢量控制系统中广泛运用。 (

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