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基于改進(jìn)龍貝格觀測(cè)器的軌道交通IPMSM無感控制研究

來源：電工電氣發(fā)布時(shí)間：2025-01-23 14:23瀏覽次數(shù)：415

基于改進(jìn)龍貝格觀測(cè)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(fā)中心有限公司，遼寧大連 116052)

摘要：針對(duì)軌道交通內(nèi)置式永磁同步電機(jī)受 IGBT 開關(guān)頻率限制難以實(shí)現(xiàn)高性能無感控制的問題，設(shè)計(jì)了一種基于龍貝格觀測(cè)器的無位置傳感器矢量控制。將電機(jī)電壓方程改為基于擴(kuò)展反電勢(shì)的全階模型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行龍貝格觀測(cè)器的設(shè)計(jì)，從理論上分析了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并給出參數(shù)設(shè)計(jì)方法。為了適應(yīng)低開關(guān)頻率應(yīng)用環(huán)境，將觀測(cè)器模型進(jìn)行四階離散化設(shè)計(jì)，以提高觀測(cè)器的精度。以一臺(tái)永磁同步電機(jī)作為控制對(duì)象，采用設(shè)計(jì)的無位置傳感器控制進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的基于龍貝格觀測(cè)器的無位置傳感器控制轉(zhuǎn)矩控制精度在 2% 以內(nèi)，并且系統(tǒng)具有良好的負(fù)載突變動(dòng)態(tài)特性。

關(guān)鍵詞： 內(nèi)置式永磁同步電機(jī)；無感控制；龍貝格觀測(cè)器；四階離散化

中圖分類號(hào)：TM614 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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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