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基于高频方波电压注入的同步磁阻型特种电机无传感器控制方法研究

刘依依 彭仁勇 王昭苏 王春蕾 陈美远 余海涛 唐诗涵

刘依依, 彭仁勇, 王昭苏, 王春蕾, 陈美远, 余海涛, 唐诗涵. 基于高频方波电压注入的同步磁阻型特种电机无传感器控制方法研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(S2): 80-85. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.S2.0080
引用本文: 刘依依, 彭仁勇, 王昭苏, 王春蕾, 陈美远, 余海涛, 唐诗涵. 基于高频方波电压注入的同步磁阻型特种电机无传感器控制方法研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(S2): 80-85. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.S2.0080
Liu Yiyi, Peng Renyong, Wang Zhaosu, Wang Chunlei, Chen Meiyuan, Yu Haitao, Tang Shihan. Research on Sensorless Control Method of Synchronous Reluctance Special Motor Based on High-frequency Square Wave Voltage Injection[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(S2): 80-85. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.S2.0080
Citation: Liu Yiyi, Peng Renyong, Wang Zhaosu, Wang Chunlei, Chen Meiyuan, Yu Haitao, Tang Shihan. Research on Sensorless Control Method of Synchronous Reluctance Special Motor Based on High-frequency Square Wave Voltage Injection[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(S2): 80-85. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.S2.0080

基于高频方波电压注入的同步磁阻型特种电机无传感器控制方法研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2023.S2.0080
详细信息
    作者简介:

    刘依依(1993—),女,工程师,现主要从事棒控棒位系统设计,E-mail: liu_yiyi_drsi@163.com

  • 中图分类号: TL364

Research on Sensorless Control Method of Synchronous Reluctance Special Motor Based on High-frequency Square Wave Voltage Injection

  • 摘要: 针对同步磁阻(SynR)型特种电机在高温高压、强辐射的工况下,位置传感器对转子位置检测容易出现失灵或者检测误差较大的现象,提出一种不需要依靠位置传感器就可以将SynR型特种电机位置检测出来的无传感器控制方法。该方法在矢量控制的基础上通过向估计的d轴注入正负交替的高频方波电压信号,在估计的q轴会产生相应的高频响应电流,高频响应电流中包含有电机转子位置信息,将高频响应电流通过转子位置观测器就可以将转子的位置信息估算出来,实现对SynR型特种电机的无传感器控制。仿真结果表明,所提出的方法可以实现在高温高压强辐射工况下无位置传感器时对SynR型特种电机的精准控制,具有收敛速度快、精度高,易于工程实现等优点。

     

  • 图  1  估算两相旋转与实际两相旋转坐标系关系图

    $ {\theta _{\text{e}}} $—实际转子位置角度;$ {\text{ }}{\hat \theta _{\text{e}}}{\text{ }} $—估计转子位置角度;$ {\theta _{{\text{err}}}} $—实际转子位置与估计的转子位置误差角, $ {\text{ }}{\theta _{{\text{err}}}} = {\text{ }}{\theta _{\text{e}}} - {\hat \theta _{\text{e}}}{\text{ }} $ 。

    Figure  1.  Relationship between Estimated Two-Phase Rotation and Actual Two-Phase Rotation Coordinate System

    图  2  SynR型特种电机转子位置观测器

    PI—比例积分调节器;$ {\hat \omega _{\text{e}}} $—估计的转子转速

    Figure  2.  SynR Special Motor Rotor Position Observer

    图  3  SynR型特种电机低速无传感器控制原理框图

    MTPA—最大转矩控制;SVPWM—空间矢量脉宽调制;iɑißαβ轴电流;iɑfißfαβ轴的基频电流;idfiqf—dq轴的基频电流;$ \omega _{_e}^* $—给定的转子转速;id*iq*—给定的dq轴基频电流

    Figure  3.  SynR Special Motor Low-Speed Sensorless Control Principle Block Diagram

    图  4  αβ轴高频电流

    Figure  4.  High Frequency Current of αβ Axis

    图  5  αβ轴高频电流信号包络线

    Figure  5.  High Frequency Current Envelope of αβ Axis

    图  6  实际转速与估计转速变化曲线

    Figure  6.  Actual Speed and Estimated Speed Change Curves

    图  7  转速误差曲线

    Figure  7.  Speed Error Curve

    图  8  转子位置角度变化曲线

    Figure  8.  Rotor Position Angle Change Curve

    图  9  转子位置角度误差

    Figure  9.  Rotor Position Angle Error

    图  10  SynR型特种电机输出转矩变化曲线

    Figure  10.  SynR Special Motor Output Torque Change Curve

    图  11  三相电流变化曲线

    Figure  11.  Three phase Current Change Curve

    图  12  负载突变情况下转速变化曲线

    Figure  12.  Speed Change Curve under Sudden Load Change

    图  13  负载突变情况下输出转矩变化曲线

    Figure  13.  Output Torque Change Curve under Sudden Load Change

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出版历程
  • 收稿日期:  2023-07-11
  • 修回日期:  2023-08-30
  • 刊出日期:  2023-12-30

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