永磁同步电机无速度算法--高频脉振方波注入法（新型位置跟踪策略）

一、原理介绍

针对永磁同步电机（PMSM）低速段无传感器位置检测技术中，传统的高频方波电压注入法对测量误差敏感性强、易受采样延迟和逆变器非线性效应影响的缺点，采用一种新的位置误差提取方法。该方法用连续信号的解调代替传统的差分电流的解调方法，降低了系统对于采样误差的敏感性。

本文仿真中方波注入频率为5kHz，开关频率,为10kHz。

二、仿真模型

在MATLAB/simulink里面验证所提算法，搭建仿真。仿真中转速、电流环部分、脉振注入部分控制周期为1e-4，电机部分计算周期为5e-7。仿真模型如下所示：

仿真工况：电机空载零速启动，0s阶跃给定转速100rpm，0.5s阶跃给定转速200rpm，1s阶跃给定转速300rpm

2.1给定转速、实际转速和估计转速

2.2估计转速与实际转速误差

2.3估计转角与实际转角

2.4估计转角与实际转角误差

仿真工况：电机带载零速启动，0s阶跃给定转速100rpm，0.75s增加阶跃负载

2.5给定转速、实际转速和估计转速

2.6估计转角与实际转角误差

仿真工况：电机带载零速启动，0s阶跃给定转速100rpm，0.75s给定转速阶跃至-100rpm

2.7给定转速、实际转速和估计转速

2.8估计转角与实际转角误差

综上，可以看出该方法在不同工况下均具有良好的稳态跟踪性能、较高的精度及较小的相位误差，后续可以实现和中高速无速度传感器算法的平滑切换。