Определение углового положения ротора синхронного двигателя с возбуждением от постоянных магнитов

Abstract

Описан наблюдатель электрического угла поворота вала синхронного двигателя с постоянными магнитами, состоящий из вычислителя проекций вектора потокосцепления на оси неподвижной системы координат α–β и следящего контура, сопровождающего этот вектор по фазе (контур фазовой автоподстройки частоты, далее ФАПЧ). Показано, что в режимах движения электропривода с постоянным ускорением ошибка следящего контура имеет постоянную составляющую. Для её устранения предложено использовать метод комбинированного управления. В качестве опорного сигнала на интегратор угла следящего контура (контур ФАПЧ) подается выходная координата наблюдателя скорости вала эквивалентного двигателя постоянного тока. ПИ-регулятор компенсирует малые отклонения в контуре. Модификация наблюдателя не препятствует функционированию следящего контура в скользящем режиме. Сторонний наблюдатель скорости вала позволяет замкнуть контур скорости привода с сохранением предельной для двигателя динамики. The paper describes rotor position observer for permanent magnet synchronous motor, consisting of calculator of flux vector projections on the axis of the fixed coordinate system α-β and loop tracking this vector by phase (phase-locked loop, referred to as PLL). It is shown that in the electric drive motion modes with constant acceleration the loop tracking error has a DC component. To eliminate it the usage of combined control method is proposed. The reference signal for integrator circuit (in the PLL circuit for VCO) is provided by output coordinate of the equivalent DC motor speed estimator. PI controller compensates small deviations in the tracking loop. Modified observer does not disturb the sliding mode of tracking loop. Outside shaft speed estimator allows to close drive speed loop while preserving the motor dynamics on its maximum.