内置式永磁同步电机无位置传感器控制研究-张国强.pdf

内置式永磁同步电机（IPMSM）的无位置传感器控制技术是电力电子与电力传动领域的一项重要研究课题，它主要关注的是如何在不使用位置传感器的情况下实现电机的高精度、高效和可靠的运行。这种技术的应用可以显著降低系统成本并提高系统的可靠性。永磁同步电机因其效率高、功率密度大、易于弱磁扩速等优点，在工业、航天、交通和家用电器等多个传动领域得到了广泛的应用。 然而，在全速度范围内实现IPMSM的无位置传感器控制技术仍然存在一些核心技术难点。例如，在低速高频注入法中，滤波环节限制了系统的动态性能；模型法中存在位置误差脉动问题；逆变器非线性问题导致转矩（电流）脉动；在低载波比运行条件下，控制器和位置观测器的稳定性难以保证。这些问题的存在严重制约了无位置传感器控制技术的应用范围和效果。 为了克服这些技术难点，相关的研究集中在开发新的控制算法和策略。例如，针对低速/零速运行的永磁同步电机，研究人员提出了一种无滤波器的载波分离策略，通过分析注入方波电压信号和高频响应电流时序，调整转速观测值获取方式，提高系统动态带宽。此外，为了解决逆变器非线性和磁场空间谐波带来的定子电流及反电动势谐波问题，学者们提出了一种基于自适应线性神经元滤波的改进有效磁链模型转子位置观测方法。该方法能够滤除指定的谐波分量，提高转子位置观测的准确性。 研究还关注了如何利用磁饱和效应，通过施加方向相反的d轴电流偏置给定，比较d轴高频电流响应幅值大小实现磁极极性辨识。该方法具有较快的收敛速度，能够在电机转子静止或自由运行状态下实现初始位置辨识。此外，针对逆变器非线性效应导致的转矩（电流）和转速脉动问题，学者们提出了一种基于双自适应矢量滤波器交叉反馈网络的死区补偿策略，以此减少误差电压带来的影响。 在所有这些研究中，重要的是要考虑到系统的稳定性和可靠性，以及控制系统的鲁棒性。无位置传感器控制技术的研究成果，使得IPMSM电机能够在更宽的调速范围内实现高精度控制，这对于推动电力电子技术在工业控制中的应用具有重要意义。 无位置传感器控制技术的研究是一个多学科交叉的领域，它结合了电力电子、控制理论、信号处理等多个学科的知识。未来的研究将会更加深入，以期解决现有的技术难点，进一步拓展无位置传感器技术在IPMSM电机中的应用。