本技术提供了一种基于滑模观测器的无转子位置传感器LCI驱动电励磁同步电机控制策略,包括:引入励磁电流,对于电机矩阵的改写,针对传统滑模观测器产生的抖振问题,采用一个带有边界层的Sigmoid函数代替传统的符号函数;引入了与电机转速相关的滑模自适应增益,以减少电机转速变化对转子位置估计精度的影响,利用一个改进的归一化锁相环提取转子位置信息。本发明针对传统滑模观测器存在的问题,做出增加滑模自适应增益、替换边界层函数的改进,有效提高了无位置传感器的电机转子位置检测精确性。
背景技术
随着现代工业技术的大力发展,大功率电动机逐渐成为了当代社会的一个重要动力来源,被广泛应用在如抽水蓄能电站、大型燃气轮机、风机、压缩机等场合。负载换流逆变器(Load Commutated Inverter,LCI)驱动电励磁同步电机,采用晶闸管作为开关器件,调速结构简单,系统容量大,经济效益高,因此被广泛应用在大功率调速传动领域。晶闸管又是一种半控器件,为了更加精确地控制电机启停,需要获取电机的转子位置信息以及转速信息,来控制晶闸管的关断。传统方式是采用霍尔传感器或编码器等位置传感器来获取所需要的信息,但是传感器的引入会在一定程度上增加电机的体积以及设计成本,同时传感器也容易受温度湿度等条件的影响,使得测量精度降低。这不利于电机控制要求的高精确性,因此发展无传感器控制技术至关重要。
根据同步电机的转速范围,一般将电机无位置传感器控制技术分为两个大类:在零速或者低速的领域,一般采取信号注入法,包括旋转信号注入法、脉动信号注入法等,但一般来说这些方法都会产生高频噪声干扰,造成额外的损耗。因此人们提出了如零电压矢量注入法、零序电流导数测量方法等方法来减少噪声干扰;在中速或者高速的领域,基于反电动势的控制方法主要有拓展卡尔曼滤波器法、龙伯格观测器法以及滑模控制法。其中滑模控制法因其鲁棒性强,算法简单等优点,在电机控制中应用颇多。但传统的滑模观测器因其使用符号函数作为切换函数,在零点具有不连续性,会给系统带来一定的抖振,因此研究一种保证较高趋近速度的同时削弱系统抖振的滑模观测器具有重要的意义。
实现思路