基于锁相技术的永磁同步电机磁极位置观测研究文献综述

文 献 综 述

1. 《基于锁相技术的永磁同步电机磁极位置观测研究》课题背景与意义

永磁同步电机由于具有高功率密度、高效率、结构简单和可维护性好等优点，广泛应用于高性能的调速系统中。在传统的永磁同步电机驱动控制系统中需要通过一些机械传感器（旋转变压器、编码器等）来检测电机磁极的位置和转速信息，以实现对电机的高性能控制^[5-6]。这些机械传感器的存在不仅增加了系统的成本，而且降低了系统的可靠性，因而限制了永磁同步电机在一些特殊场合的应用。因此，国内外关于永磁同步电机（PMSM）的磁极位置的研究便开始向无内置传感器技术方向发展^[6、8]。

锁相技术也称锁相环技术，锁相环是指一种电路或者模块，它用于在通信的接收机中，其作用是对接收到的信号进行处理,并从其中提取某个时钟的相位信息。或者说，对于接收到的信号，仿制一个时钟信号，使得这两个信号从某种角度来看是同步的（或者说，相干的）^[1、3-4]。

由于锁定情形下（即完成捕捉后），该仿制的时钟信号相对于接收到的信号中的时钟信号具有一定的相差，所以很形象地称其为锁相器^[2]。

本次设计在省去编码器的基础上，通过提取电机的反电势信号，基于锁相环技术采用软件对电机的磁极位置进行准确观测。从而，可以大大节约系统的成本，且增加了系统的可靠性并使得永磁同步电机的应用范围更加广泛。

2.永磁同步电机磁极位置观测法研究现状的介绍以及应用

2.1永磁同步电机介绍及其工作原理

永磁同步电机的主要运行方式有三种，即作为发电机、电动机和补偿机运行。 作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式，作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。同步电动机的功率因数可以调节，在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运行效率。近年来，小型同步电动机在变频 异步电动机又称感应电动机，是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩,从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机。 异步电动机按照转子结构分为两种形式:有鼠笼式〔鼠笼式异步电机〕绕线式异步电动机^[7]。永磁同步电机的工作原理如下：

1.永磁同步电机主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主磁场。