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期刊號(hào)： CN32-1800/TM| ISSN1007-3175

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基于改進(jìn)龍貝格觀測(cè)器的軌道交通IPMSM無(wú)感控制研究

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基于改進(jìn)龍貝格觀測(cè)器的軌道交通IPMSM無(wú)感控制研究

馬志軍，王乃福，黃凱
(中車(chē)大連電力牽引研發(fā)中心有限公司，遼寧 大連 116052)
 
    摘 要：針對(duì)軌道交通內(nèi)置式永磁同步電機(jī)受 IGBT 開(kāi)關(guān)頻率限制難以實(shí)現(xiàn)高性能無(wú)感控制的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種基于龍貝格觀測(cè)器的無(wú)位置傳感器矢量控制。將電機(jī)電壓方程改為基于擴(kuò)展反電勢(shì)的全階模型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行龍貝格觀測(cè)器的設(shè)計(jì)，從理論上分析了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并給出參數(shù)設(shè)計(jì)方法。為了適應(yīng)低開(kāi)關(guān)頻率應(yīng)用環(huán)境，將觀測(cè)器模型進(jìn)行四階離散化設(shè)計(jì)，以提高觀測(cè)器的精度。以一臺(tái)永磁同步電機(jī)作為控制對(duì)象，采用設(shè)計(jì)的無(wú)位置傳感器控制進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的基于龍貝格觀測(cè)器的無(wú)位置傳感器控制轉(zhuǎn)矩控制精度在 2% 以?xún)?nèi)，并且系統(tǒng)具有良好的負(fù)載突變動(dòng)態(tài)特性。
    關(guān)鍵詞： 內(nèi)置式永磁同步電機(jī)；無(wú)感控制；龍貝格觀測(cè)器；四階離散化
    中圖分類(lèi)號(hào)：TM614     文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A     文章編號(hào)：1007-3175(2025)01-0036-05
 
Research on Sensorless Control of Rail Transit Interior Permanent Magnet
Synchronous Motor Based on Improved Luenberger Observer
 
MA Zhi-jun,WANG Nai-fu, HUANG Kai
（CRRC Dalian R & D Co., Ltd, Dalian 116052, China）
 
    Abstract: A sensorless vector control based on Luenberger observer was designed for the problem that cannot meet the high-performance sensorless control of the interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM) for rail transit due to the IGBT switching frequency is restricted.The voltage equation of the motor is changed into a full-order model based on the extended back electromotive force, and on this basis, the design of the Luenberger observer is carried out. The stability of the system is analyzed theoretically, and the parameter design method is given.In order to adapt to the application environment of low switching frequency, the observer model is designed with fourth-order discretization to improve the accuracy of the observer. Using a permanent magnet synchronous motor as the control object, experimental verification was conducted using the designed sensorless control. The experimental results show that the torque control accuracy of the designed sensorless control based on the Luenberger observer is within 2%, and the system has good dynamic characteristics of load sudden changes.
    Key words: interior permanent magnet synchronous motor; sensorless control; Luenberger observer; fourth-order discretization
 
參考文獻(xiàn)
[1] 馮江華. 軌道交通永磁同步牽引系統(tǒng)研究[J]. 機(jī)車(chē)電傳動(dòng)，2010(5) ：15-21.
[2] 曾云，陳啟會(huì)，曾小凡，等. 永磁同步直驅(qū)牽引系統(tǒng)在徐州地鐵 1 號(hào)線的應(yīng)用[J]. 機(jī)車(chē)電傳動(dòng)，2022(5)：94-102.
[3] 劉計(jì)龍，付康壯，麥志勤，等. 基于雙頻陷波器的改進(jìn)型高頻脈振電壓注入無(wú)位置傳感器控制策略[J]. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2021，41(2) ：749-758.
[4] 馬志軍，魏西平，姜旭東. 高速永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器矢量控制研究[J] . 電機(jī)與控制應(yīng)用，2021，48(2) ：36-39.
[5] 佘致廷，鄒薇，董旺華，等. 擴(kuò)展卡爾曼濾波結(jié)合前饋補(bǔ)償永磁同步電機(jī)位置估計(jì)[J] . 控制理論與應(yīng)用，2016，33(10) ：1312-1318.
[6] 姚瑩，李偉，金海，等. 基于龍貝格觀測(cè)器的 PMSM 無(wú)位置傳感器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J] . 電子科技，2020，33(10) ：45-50.
[7] HAFEZ B, ABDEL-KHALIK A S, MASSOUD A M, et al.Single-sensor-based three-phase permanentmagnet synchronous motor drive system with Luenberger observers for motor line current reconstruction[J].IEEE Transactions on Industry Applications，2014，50(4) ：2602-2613.
[8] 張伯澤，阮毅. 基于 MRAS 內(nèi)置式永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器控制研究[J] . 電機(jī)與控制應(yīng)用，2016，43(4) ：13-16.
[9] 苑國(guó)鋒，牛澤農(nóng)，鄭春雨，等. 一種低載波比下內(nèi)埋式永磁同步電機(jī)離散龍貝格觀測(cè)器[J] . 電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2019，34(2) ：236-244.
[10] 王高林，李卓敏，詹瀚林，等. 考慮逆變器非線性的內(nèi)置式永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置鎖相環(huán)觀測(cè)器[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2014，29(3) ：172-179.
[11] 宋文祥， 姚鋼， 周文生， 等. 異步電機(jī)全階狀態(tài)觀測(cè)器極點(diǎn)配置方法[J] . 電機(jī)與控制應(yīng)用，2008，35(9) ：6-10.
[12] 趙雷廷，刁利軍，董侃，等. 基于狀態(tài)空間拆分重組的牽引異步電機(jī)閉環(huán)離散全階轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)器[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2013，28(10) ：103-112.