船电技术应用研究
Vol.35No.22015.2
无速度传感器永磁同步电机低脉动直接转矩控制
张少华，吴湘频
（武汉船用电力推进装置研究所，武汉430064）
摘要：传统永磁同步电机直接转矩控制系统的定子磁链、电磁转矩脉动较大，这些脉动在影响系统性能的同时，也影响电机参数的辨识精度。为实现永磁同步电机的低脉动无速度传感器直接转矩控制，采用EKF（扩展卡尔曼滤波器）构建电机转速、定子磁链观测器，以实现电机转速等参数的实时在线观测：构建转矩、磁链SMC（滑模控制器）取代传统DTC(直接转矩控制)中的滞环比较器和开关表以降低脉动。结果表明，无速度传感器永磁同步电机低脉动直接转矩控制能有效地降低电机转矩、磁链脉动，改善系统控制性能，同时，能实现永磁同步电机变量的快速、精确观测。
关键词：永磁同步电机无传感器控制直接转矩控制EKFSMC
中图分类号：TM351
文献标识码：A
文章编号：1003-4862（2015）02-0040-06
LowRippleSensorlessDirectTorqueControlfor
Permanent Magnet Synchronous Motor
Zhang Shaohua, Wu Xiangpin
(Wuhan Institute of Marine Electric Propulsion,Wuhan 430064, China)
Abstract:The statorflux,electromagnetic torque rippleishighintraditional directtorque control for permanentmagnetsynchronousmotor,and thesystemperformanceisaffectedbythisripple.Atthesame time, the precision of motor parameters is affected.In order to realize thepermanentmagnet synchronous motor(PMSM)drivewithlowrippleofspeedsensorlessdirecttorquecontrol,anEKF(ExtendKalmanfilter) observerisestablishedtoobtainthemotorspeedandstatorfluxlinkage,whichthemotorparameterscanbe real-timeobserved.To reducethe rippleson flux linkage and torque,traditional currenthysteresis band controlisreplacedbySMC(SlidingModeControl).Simulationresultsindicatethatlowrippleforpermanent magnetsynchronousmotorsensorlessdirecttorquecontrol canreducethemotortorqueand fluxpulsation effectively,thesystemcontrolperformanceareimproved,andpermanentmagnetsynchronousmotor parameters canbefastandaccurate observed.
Keywords:permanentmagnetsynchronous motor(PMSM); sensorless control;directtorquecontrol(DTC) ExtendKalmanfilter(EKF):slidingmodecontrol(SMC)
0引言
交流电机的控制最终表现在对电机转矩的控制上。因此，直接转矩控制在上世界80年代中期一经提出便成为电机控制领域的又一经典控制方法。直接转矩控制不需要考虑电机的电流控制，直接对电机的磁链、转矩进行控制，因而具有反
收稿日期：2014-06-17
作者简介：张少华（1981-)，男，硕士，工程师，主要
研究方向为运动控制。 40
万方数据
应速度快速等优点。但相对于失量控制来说，传统的直接转矩控制借助于滞环方式来实现控制的快速切换，是一种有差控制，体现在电机的转矩脉动和磁链脉动上[]。
永磁同步电机的无速度传感器控制是近年来电机控制的一个研究热点，人们不断地采用一些新型算法来提高电机转速等变量的估算精度。但对于传统永磁同步电机无速度传感器直接转矩控制系统来说，转矩、磁链脉动也同样影响着电机