このブログは、電流高調波を抑制してモータシステムの性能を向上させるための PMSM 位置センサレス制御です。
鎖交磁束高調波と不感帯の影響は電流高調波に影響を与える重要な要素であり、その結果生じる電圧誤差高調波は永久磁石同期モータ システムの基本周波数の 6 倍の周期的な外乱となり、明らかな 5 次および 7 次の副相電流高調波を引き起こします。電流高調波を抑制するためのさまざまな制御戦略があり、その中にはインバータの不感帯効果補償もあります。
補償は電流高調波を抑制する効果的な手段です。文献[13]では、フィルタを用いてd軸電流とq軸電流から6次高調波情報を取得し、電圧方程式から不感帯効果補償電圧を計算する適応フィルタ電圧補償法が提案されています。ニューラル ネットワーク バンドパス フィルターと拡張カルマン フィルターを組み合わせた不感帯補償方法では、拡張カルマン フィルターを使用して従来の不感帯補償アルゴリズムを改善し、ニューラル ネットワーク バンドパス フィルターを使用して d 軸と q 軸の電流高調波を抽出します。デッドゾーン補償アルゴリズムは、デッドゾーン補償性能をさらに向上させるために補償電圧を計算します。しかしながら、上記の電圧計算に基づく不感帯効果補償方法は、不感帯以外の要因による電流高調波の抑制には適していない。周期的な外乱による電流高調波を抑制するには、繰り返し制御、反復学習、高調波注入などの手法がある程度有効です。繰り返し制御を用いて繰り返しモデルを導入して周期外乱の漸近追従を実現すると、周期外乱の高調波成分を抑制できますが、サンプル数が多く収束速度が遅くなります。反復学習は、電流高調波を抑制するために従来の比例積分 (PI) 制御と組み合わせられ、前のサイクルの誤差信号を使用して現在のサイクル制御信号が繰り返し調整されますが、システム外乱の影響を受けやすく、ロバスト性が劣ります。高調波注入方式は特定周波数高調波の抑制効果がより顕著で、高調波電流抽出と高調波電圧注入によりトルク電流の6次高調波を大幅に低減できます。d 軸と q 軸の電流は、複数の同期回転座標変換を使用して取得され、電流高調波を抽出した後、高調波を含む PMSM モデルに基づいて補償電圧が計算され、d 軸と q 軸の出力端子に注入されます。 q軸電流制御器それぞれ 高調波抑制効果は電流高調波抽出精度とモータモデルに大きく依存します。共振制御は、共振周波数での無限ゲイン特性を利用して、周期的な外乱下の電流高調波を抑制します。理想的な共振コントローラと比較して、疑似共振 (QR) コントローラは共振周波数の帯域幅を増やし、システムの周波数感度を下げて安定性を向上させ、5 相および 7 相の電流共振波の抑制効果が優れているため、速度変動のあるモーターシステムに適しています。共振制御と予測制御を組み合わせると、システムの全体的なパフォーマンスを向上させることができます[18]。典型的な構造は比例積分共振 (PIR) コントローラーです。
高調波外乱を考慮した永久磁石の鎖交磁束式は次のとおりです
インバータの不感帯効果外乱による電圧誤差は、
Δud、Δuq はそれぞれ d 軸、q 軸の電圧誤差、Td は不感帯時間、Δuq は不感帯時間、 Udc は DC バス電圧、Ts はサンプリング時間です。
式(2)、(3)において、鎖交磁束と周波数6nωの電圧高調波外乱により電流高調波が発生しますが、高調波次数が大きくなるにつれて高調波振幅が減少するため、本稿ではdq座標系6次に焦点を当てます。高調波。
鎖交磁束と電圧高調波外乱を考慮した相電流 ia、ib、ic は次のようになります。
上式より、相電流の 5 次と 7 次の高調波の周波数はそれぞれ 5 Ω、7 Ω、対応する 6 次高調波の周波数は次のようになります。 dq座標系は6ωです。
QRADRC の設計を開始する
式 (1) によると、q 軸の理想的な電流状態方程式は次のようになります。共振周波数付近の帯域幅範囲内の高調波を効果的に抑制するために、
状態変数 x1 と x2、x1=iq、x2=f を設定します。
この論文は QR コントローラを適用します。その伝達関数は次のとおりです。
最も重要な制御制御ブロック図は次のとおりです。
次に、QRADRC を使用してポジションレス センサーに接続します: (逆正接関数に基づく SMO)
ここで、QRADRC:
GR(s):
実際の位置と推定位置の
誤差: 実際の位置と推定位置の間の誤差:
実際の速度と推定速度の誤差:
実際の速度と推定速度の間の誤差:
