无传感器IPM SM电机转子位置FOC控制技术研究

"这篇博士学位论文详细探讨了无传感器内嵌式永磁同步电机（IPM SM电机）的转子磁极位置检测技术，特别是在宽调速范围内的应用。作者刘家曦在导师李铁才教授的指导下，研究了如何提高位置预估精度，以促进IPMSM无传感器技术的发展。" 在电机控制领域，IPM SM电机因其高效率、高功率密度和良好的动态性能而备受青睐，尤其在家电、高速电机和航空航天等行业广泛应用。然而，无传感器控制方案的挑战在于如何精确且稳定地估算转子的位置，这对于电机的全速域运行至关重要。 论文首先对IPMSM的传统数学模型进行了深入分析，引入了包含交叉耦合的新型数学模型，这有助于更准确地描述电机的动态特性。接着，利用有限元分析方法，研究了电机的直轴和交轴增量自感及互感如何随电流和转子位置的变化而变化，从而确定了电感参数的动态范围。 为了实现宽调速范围内的转子位置检测，论文探讨了不同速度条件下的检测技术。在低速条件下，由于磁通波动较大，位置检测的难度增加；而在高速条件下，信号噪声和电机参数的非线性变化成为主要问题。论文针对这些挑战提出了相应的解决方案。 此外，论文还研究了复合检测方法，通过结合多种检测技术的优点，以提高位置估计的精度和鲁棒性。这种复合方法旨在克服单一检测技术可能存在的局限性，如在某些速度区间可能出现的不稳定性或精度损失。 通过这些研究，论文不仅为IPMSM的无位置传感器控制提供了理论基础，还为实际应用提供了实用的技术指导，对于推动IPMSM在各种应用中的无传感器控制技术的进步具有重要意义。