Синтез спостерігача для бездатчикової системи керування неявнополюсним синхронним двигуном з постійними магнітами

Abstract

В роботі виконано синтез спостерігача стану (СС) Люенбергера для бездатчикової системи регулювання швидкості неявнополюсного векторно керованого синхронного двигуна з постійними магнітами. В основу СС покладено модель моментоутворюючого каналу двигуна в системі координат ротора dq, орієнтованій за вектором потокозчеплення магнітів, та модель його механічної частини. На вхід СС надходить q-складова напруги статора, а корекція виконуються за похибкою оцінювання q-складової струму статора. СС відновлює момент навантаження та швидкість двигуна без додаткового інтегратора. Відновлений момент використовується для компенсації похибки оцінювання швидкості та статизму системи за збуренням. Приведено результати математичного моделювання.

10.20998/2079-8024.2019.9.08

The aim of this paper is design of the simple but high accuracy Luenberger state observer (Sа) for sensorless field-oriented vector control (FаC) system of the nonsalient permanent magnet synchronous motor (PMSM). This is necessary to reduce the size and cost of the electric drive system, which is especially important when developing gearless drives аbserver is based on the torque made channel with mechanical partof the motor model in the rotor reference frame. Input signal of Sа is torque producing stator voltage and correction signal is stator current estimation error. аbserver estimate unmeasured load torque without the use of an additional integrator. To improve the observer’s accuracy, an analytical expression was found in the paper for the steady-state value of the velocity estimation error in the presence of a load torque. This expression is used for the compensation signal from the observed load torque for correction of firstly obtained speed estimation forming. The observed load torque is utilized alsow for the compensation of the speed decrease in the closed loop system by torque load presence. Equations are derived for calculating thecoefficients of the observer's corrective coupling from the condition of providing the desired characteristic polynomial of Sа. The simulation results are given.