黑船 · 9月5日

内置式永磁同步电机无感控制-基于扩展反电势EMF+锁相环PLL

导读:表贴式和内置式永磁同步电机因为结构不同,反电势观测器的实现方式就有所不同。本期文章主要介绍一下内置式永磁同步电机扩展反电势EMF观测器的数学模型,并用在无感控制中。

一、内置式永磁同步电机

内置式和表贴式永磁同步电机的结构不同,所以数学模型的表达就有很大的区别:

表贴式SPMSM的数学模型:

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内置式IPMSM的数学模型:

image.png

二、扩展反电势观测器的设计

因为内置式永磁同步电机的内部磁路不对称,所以其数学模型表达式为:

image.png

由现有的参考文献,得知扩展反电动势的结构框图如下所示:

image.png
图2-1 扩展反电势观测器的控制框图

其数学表示式为:

image.png

式中的电压和电流可以直接测量得到,它们可以当作观测器的输入。扩展反电动势无法测量得到,可以将电流的测量值和估计值求差,再经过PI调节器来表示扩展反电动势的估计值。

三、仿真验证与分析

建模前提:1、推导出扩展反电势EMF的数学模型表达式;2、确定PI参数的整定方式(暂定试凑法)。

image.png

从图(4)可知,EMF观测器的反电势估算受PI调节器的影响很大,PI参数直接影响反电势估计精度。

image.png

上述仿真说明,搭建的基于扩展反电势观测器EMF+PLL的永磁无感矢量控制在1000rpm、突加载的工况下能够正确地估算转速和位置。

作者:浅谈电机控制
来源:浅谈电机控制

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