基于电感变化的永磁同步电机新型启动方法

2012年03月15日16:37:08 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

陈　宁，王智弘，喻寿益，桂卫华
中南大学信息科学与工程学院，湖南长沙

摘　　　要：通过分析内埋式永磁同步电机（ＩＰＭＳＭ）磁饱和特性，建立永磁同步电机数学模型。根据在施加不通电压矢量时电流瞬间特行不同，采用无位置传感技术，提出了一种检测永磁同步电机在停止状态时转子位置的方法。在此基础上，通过设定直轴电流值为零、交轴电流为常数，设计了一种控制定子交直轴电流的新型永磁同步电机变频启动方法。较后，在以ＳＴＭ３２Ｆ１０３Ｂ为核心的实验平台上，通过对一台ＩＰＭＳＭ的转子初始位置检测及启动实验，验证了该方法的有效性。该方法可以提高启动成功率，有效的防止了电机启动反转，降低启动电流，增大启动转矩。对于电机参数的变化也具有很好的鲁棒性。

关　键　词：内埋式永磁同步电机；无位置传感器；启动；ＳＴＭ３２Ｆ１０３

１　引　言
目前，永磁同步电机相对于异步电机同样的体积能产生更大的转矩，有更好的转换效率，近年来在家电和工业领域得到了越来越广泛的应用。无位置传感技术的发展也降低了电机的成本并提高了运行的可靠性［１２］。永磁同步电机启动都采取开环控制，从而缺乏良好的动态性能，加上缺乏准确，可靠的转子位置信息，使得电机难以产生较大转矩，在需要大启动转矩时，会导致启动失败。因此，研究有效的无位置传感器永磁同步电机启动方法具有很高的实用价值。转子初始位置估测是相当重要的，不仅为了平稳启动，而且为了在启动时获得较大的启动转矩，降低永磁同步电机启动时间。近些年来，提出了许多转子初始化位置的方法［３４］，如：电感法，电流注入法，电压注入法等。本文基于电感法，通入６个电压矢量信号，检测比较返回电流值，能确定转子位置于１５°之内，可以有效地避免反转，及启动失败［５］。论文从分析永磁同步电机数学模型出发，基于直流侧电流估计转子初始位置的条件，给出了一种新型的无位置传感器启动方法，此控制方法具有自适应能力，且不需要状态观测器，有效地降低了启动电流和启动时的电机振动，在低速运行时具有很好的动态特性，其结果明显优于Ｖ／Ｆ控制。实验结果也证实了控制方法的可行性。

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