[发明专利]一种基于软测量的无传感器永磁同步电机控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，具体涉及一种基于软测量的无传感器永磁同步电机控制方法。

背景技术

近年来永磁同步电机控制系统已经逐步成为交流传动的研究热点，与传统的电励磁电机相比，永磁同步电机具有结构简单、运行可靠、体积小、重量轻、效率高、功耗小、形状和尺寸灵活多样等优点。与直流电机相比，它没有机械换向器和电刷；与异步电机相比，它不需要无功励磁电流，因而功率因数高(可达到1)，在稳态运行时没有转子电阻损耗，发热量低，效率高，控制性能好。随着永磁材料成本的不断降低，永磁同步电机在国防、工农业生产和日常用品等方面获得越来越广泛的应用，并向大功率化(高转速、高转矩)、高功能化和微型化方向发展。

永磁同步电机控制系统通常在电机轴上安装位置传感器来实现矢量控制变频调速，根据位置传感器提供的位置信号来控制功率开关元件以实现转速的控制。电机转子的磁极位置是控制环节中的关键反馈。位置传感器通常采用光电编码器，磁编码器，旋转变压器等，采用这些传感器保证了永磁同步电机的可靠运行，但存在以下一些问题：

(1)高精度、高响应的速度和位置传感器的价格昂贵，传感器成本几乎占整个电机成本的三分之一到二分之一，影响了永磁同步电机在一些小容量、低成本的设备中的应用。

(2)传感器及其附加电路是电机的一个附加设备也是一个故障源，据统计伺服电机60％以上的故障是集中在传感器上，从而降低了整个系统的可靠性，且传感器的安装还有较高的技术要求。

(3)由于温度、湿度、振动以及一些化学物质腐蚀等的影响，使传感器的各个组成部分性能不稳定，影响传感器的测量效果，因此安装了机械传感器的控制系统通常不能广泛的适用于各种恶劣的环境中。

(4)凡是机械传感器必然会对电机的转动轴造成一定的静态和动态的摩擦，并增加了电机转子的转动惯量。

为解决机械传感器带来的诸多缺陷,无传感器控制技术的研究已成为国内外的研究热点,并取得了一定成果,但还存在许多问题。最重要的是目前还没有一种单一的无传感器技术能够适用于在各种运行条件下有效地控制电机。现有技术中,或适用于低速运行,或适用于高速运行,或受电机参数影响较大,或计算量很大、结构复杂,或稳定性不是很好。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种减少系统的成本，提高系统可靠性，减小系统维护的工作量的基于软测量的无传感器永磁同步电机控制方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于软测量的无传感器永磁同步电机控制方法，包括以下步骤：

S1、构造一个滑模观测器，将原系统中的可测物理量作为滑模观测器的输入量，

S2、根据永磁同步电机的反电动势中包含的转子的位置信息，通过滑模观测器算出电机反电动势的大小，从而计算出电机转子位置。

具体的，所述可测物理量包括电压和电流。

具体的，所述步骤S2具体为：

永磁同步电机在αβ静止坐标系下建立数学模型方程为：