永磁同步电机无传感器技术研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1.课题的背景与意义

永磁电机是由永磁体建立励磁磁场,从而实现机电能量转换的装置,它与电励磁同步电机一样以同步速旋转,也称为永磁同步电机。永磁同步电机,特别是稀土永磁同步电机与电励磁同步电机相比,具有结构紧凑、体积小、重量轻等特点,而且永磁电机在尺寸和结构形式上灵活多样,所以拓展出了很多种结构形式。由于永磁电机取消了电励磁系统,从而提高了电机效率,使得电机结构简化,运行可靠。[1]

在永磁同步电动机矢量控制系统中，坐标转换需要转子的位置信号，以实现转子磁场方向与电枢电流矢量在空间上的正交，在其它条件一定时，此时所产生的电磁转矩最大。因此，准确地检测转子位置是实现永磁同步电动机矢量控制的关键。最简单的永磁同步电动机无传感器控制技术是基于转子磁通位置的估算，通过对反电势的积分来实现。这种方法简单有效，但在低速和零速时不能奏效，这是由于低速时电机的反电势非常低，磁通估计结果对定子电阻变化或测量噪声非常敏感。为了减小对参数变化和扰动的敏感性，在低速时，基于高频信号注入的无传感器控制技术成为了目前的开发热点；尽管如此，所有这些方法都不能实现电机的全速范围无传感器运行。因此，迫切需要研究一种新型的、适用于全速运行的无传感器控制技术。[2]同时无传感器控制技术的研究在高速电机、微型电机、航空航天、船舶动力、家用电器等一些特殊场合也具有重要的意义。例如，无传感器技术可应用在航天技术研究领域中，不但可以降低成本，同时无传感器控制技术也可以提高宇宙飞船的可靠性。采用机械传感器的系统在一些特殊场合不能可靠地工作，比如，在航天、水下以及在过热、振动等恶劣环境中，无传感器控制技术在这些场合将会比传统的具有机械传感器的系统具有更大的优势。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1.本课题要解决的问题 (1)根据课题要求，结合实际情况，分析永磁同步电机的基本结构。

(2)在建立数学模型的基础上，推导高频旋转电压信号注入法检测转子初始位置的原理。

2.本课题拟采用的研究手段 (1)建立三相静止坐标系下的数学模型，利用坐标变换的思想，建立两相静止坐标系下的数学模型和两相旋转坐标系下的数学模型验证。