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期刊號: CN32-1800/TM| ISSN1007-3175

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基于改進龍貝格觀測器的軌道交通IPMSM無感控制研究

來源:電工電氣發布時間:2025-01-23 14:23 瀏覽次數:405

基于改進龍貝格觀測器的軌道交通IPMSM無感控制研究

馬志軍,王乃福,黃凱
(中車大連電力牽引研發中心有限公司,遼寧 大連 116052)
 
    摘 要:針對軌道交通內置式永磁同步電機受 IGBT 開關頻率限制難以實現高性能無感控制的問題,設計了一種基于龍貝格觀測器的無位置傳感器矢量控制。將電機電壓方程改為基于擴展反電勢的全階模型,在此基礎上進行龍貝格觀測器的設計,從理論上分析了系統的穩定性,并給出參數設計方法。為了適應低開關頻率應用環境,將觀測器模型進行四階離散化設計,以提高觀測器的精度。以一臺永磁同步電機作為控制對象,采用設計的無位置傳感器控制進行試驗驗證。試驗結果表明,設計的基于龍貝格觀測器的無位置傳感器控制轉矩控制精度在 2% 以內,并且系統具有良好的負載突變動態特性。
    關鍵詞: 內置式永磁同步電機;無感控制;龍貝格觀測器;四階離散化
    中圖分類號:TM614     文獻標識碼:A     文章編號: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
 
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