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基于PLL估算器与弱磁技术的PMSM无传感器磁场定向控制方法

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简介：
本文提出了一种基于PLL估算器和弱磁技术的永磁同步电机(PMSM)无传感器磁场定向控制策略，旨在提升电动机在高速运行时的性能及效率。 磁场定向控制（Field Oriented Control，FOC）是一种技术方法：它以某一磁通量（转子、定子或气隙）为基准来创建另一磁通量的参考坐标系，其目的是将定子电流中的转矩分量和励磁分量解耦。通过这种解耦方式可以简化对复杂三相电机的控制过程，并且能够像单独调节直流电机的励磁一样精准地调控三相电机。具体来说，在电枢电流中产生的主要是转矩，而由励磁电流产生的是磁场强度。在本应用笔记中，我们将使用转子磁通作为定子和气隙磁通参考坐标系的基础。

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  • 基于PLL估算器与弱磁技术的PMSM无传感器磁场定向控制方法
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    本文提出了一种基于PLL估算器和弱磁技术的永磁同步电机(PMSM)无传感器磁场定向控制策略，旨在提升电动机在高速运行时的性能及效率。 磁场定向控制（Field Oriented Control，FOC）是一种技术方法：它以某一磁通量（转子、定子或气隙）为基准来创建另一磁通量的参考坐标系，其目的是将定子电流中的转矩分量和励磁分量解耦。通过这种解耦方式可以简化对复杂三相电机的控制过程，并且能够像单独调节直流电机的励磁一样精准地调控三相电机。具体来说，在电枢电流中产生的主要是转矩，而由励磁电流产生的是磁场强度。在本应用笔记中，我们将使用转子磁通作为定子和气隙磁通参考坐标系的基础。
     
  • 采用PLL估计算法与公式化弱磁技术实现PMSM无传感器磁场定向控制方案.zip
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    本项目提出一种基于PLL估计算法及公式化弱磁技术的永磁同步电机(PMSM)无传感器磁场定向控制方案，提升系统性能和稳定性。 位置和速度的估算基于电机的数学模型进行。因此，模型与实际硬件越接近，估算器的表现就越好。PMSM（永磁同步电动机）的数学建模依赖于其拓扑结构，并主要分为两种转子类型：表面贴装式和内置永磁式。每种类型的电机在不同应用需求方面都各自具有优势和劣势。 本应用笔记提出的控制方案针对的是表面贴装式的PMSM进行开发，这种类型的电动机与其他类型的PMSM相比，具备低转矩纹波以及成本较低的优点。由于所考虑的电机类型中气隙磁通是平滑的，因此定子电感值Ld等于Lq（非凸极PMSM），反电磁力（Back Electromotive Force, BEMF）呈现为正弦曲线形状。实际上，这种类型的电动机具有较大的气隙（其包含表面贴装式的磁体，位于定子齿部与转子芯之间），这意味着相比同尺寸和标称功率值的其他类型电机而言，电感较小。 上述电机特性可以简化速度和位置估算器中使用的数学模型，并且能够有效地应用FOC（磁场定向控制）。使用表面PMSM时，通过使电机的转子磁链滞后于电枢产生的磁链90度的方式可以获得FOC最大转矩/安培。
     
  • 基于PLL的永磁同步电机(PMSM)无传感器磁场定向控制
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    本研究提出了一种基于PLL技术的PMSM无传感器磁场定向控制方法，无需使用传统位置传感器即可实现电机精确控制。 永磁同步电机（PMSM）的无传感器磁场定向控制结合PLL技术。
     
  • AN1292_采用PLL估算器与弱磁技术的PMSM无传感器FOC实现.pdf
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    本文探讨了在永磁同步电机（PMSM）中使用无传感器矢量控制方法，重点介绍了基于PLL估算器和弱磁技术的实现方案，以提升系统的性能和效率。 本段落档介绍了如何使用AN1292《利用PLL 估算器和弱磁技术（FW）实现永磁同步电机（PMSM）的无传感器磁场定向控制（FOC）》中的算法来运行电机，并提供了详细的分步过程。
     
  • AN1078 无传感器PMSM磁场定向控制.zip（中文）
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    本资料包提供了一种无需使用位置传感器即可实现永磁同步电机(PMSM)磁场定向控制的方法和技术细节，适用于深度学习与应用开发。包含原理讲解和代码实例。 本应用笔记主要探讨了基于PMSM（永磁同步电机）的无传感器FOC（磁场定向控制技术）在电器中的应用，并强调其成本效益优势以及克服某些无法部署位置或速度传感器的应用限制的能力，例如由于电机被水淹没或者线束放置不当等问题。因为PMSM使用转子上的永久磁铁产生恒定的旋转磁场，所以特别适用于电器产品。此外，它的定子磁场是由正弦分布绕组产生的，并且与感应电动机相比，在尺寸上具有显著优势。 无刷技术的应用使得这种电机比直流电机噪音更小。矢量控制综述中的间接矢量控制过程如下： 1. 测量三相定子电流以得到ia和ib的值，然后通过公式计算ic（ia + ib + ic = 0）。 2. 将测量到的三相电流转换为两轴系统，由此获得iα和iβ。它们是正交且随时间变化的时变电流值。 3. 根据前一次迭代中控制环所计算出的角度旋转两轴系统以与转子磁场对齐。这一步将产生Id和Iq两个变量，即在转动坐标系下的直流分量。 4. 误差信号由实际测量到的Id、 Iq与其各自的参考值进行比较得到。其中，Id用于控制磁通量而Iq则用于调节电机扭矩输出；这些误差被作为输入送入PI控制器中计算出Vd和Vq（即将施加于电机上的电压矢量）。 5. 利用vα、 vβ、 iα 和 iβ 等参数估算新的旋转角度，以告知FOC算法下一个所需电压矢量的位置。 6. 使用新角将PI控制器的输出Vd和Vq逆变回静止坐标系中。此计算产生一对正交的新电压值vα 和 vβ。 7. 最后一步是把得到的vα 和 vβ 值反变换为三相值va、 vb 和 vc，这些用于控制PWM占空比以生成所需的电压矢量。 整个流程包括了从转换到PI迭代再到逆变及产生PWM信号等关键步骤。
     
  • 无传感器磁场定向控制在PMSM中的应用
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    本文探讨了无传感器磁场定向控制技术在永磁同步电机(PMSM)中的应用，分析其工作原理和实现方法，并评估该技术的优势与挑战。 本应用笔记探讨了使用Microchip dsPIC DSC系列对永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）进行无传感器磁场定向控制（FOC）的算法。内容涵盖：简介；利用数字信号控制器实现电机控制的方法；系统概述；磁场定向控制原理；坐标变换技术；PMSM的无传感器FOC方法；磁场弱化策略；性能模式介绍；流程图展示；电机启动过程描述；主要软件状态机说明以及FOC控制的优点。
     
  • 无传感器磁场定向控制的PMSM文档与代码.zip
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    本资源包包含无传感器永磁同步电机(PMSM)磁场定向控制的相关文档和源代码，适用于研究和开发高性能电动机控制系统。 非常有用的PMSM 无传感器磁场定向控制文档和代码入门资料可以帮助构建无感PMSM 和 FOC系统。内容包括利用PLL估算器以及弱磁技术（FW）实现永磁同步电机（PMSM）的无传感器磁场定向控制等。
     
  • 基于TMS320F2833x的3相永磁同步电机无传感器磁场定向控制.pdf
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    本文档探讨了利用TI公司TMS320F2833x系列微控制器实现三相永磁同步电机（PMSM）在无传感条件下的磁场定向控制策略，详细介绍了硬件电路设计、软件算法开发及系统测试验证。通过该方案能够有效提升电动机的能效与运行稳定性，在工业自动化领域具有重要应用价值。 TI 使用 TMS320F2833x 微控制器实现三相永磁同步电机的无传感器磁场定向控制。这份应用报告提出了一种使用TMS320F2833x 浮点微控制器来控制永磁同步电机 (PMSM) 的解决方案。TMS320F2833x 器件是 C2000 系列的一部分，能够通过减少系统组件实现三相电机智能控制器的成本效益设计，并提高效率。借助这些器件，可以实现在较大速度范围内保持高效的磁场定向控制 (FOC)等更精准的数字矢量控制算法。本段落档讨论了该算法的具体实施方法。 FOC 算法在处理一个电机动态模型时考虑瞬态相位转矩变化，从而实现高效运行，并且通过使用观察器来免除对相位电流传感器的需求，实现了速度无传感器控制。此外，数字电机控制 (DMC) 库利用TI的IQ数学库支持定点和浮点运算，使得从浮点器件迁移到定点器件变得容易。 这份应用报告涵盖了以下内容： - 磁场定向电机控制原理的理论背景 - 基于模块化软件块的递增构建级 - 实验结果
     
  • PMSM弱磁_flux_PMSM弱磁_pmsm_PMSM弱磁控制_弱磁
    优质
    本项目聚焦于永磁同步电机(PMSM)的弱磁控制技术，尤其关注其在高转速下的flux优化策略，旨在提升电机性能和效率。 永磁同步电机的弱磁控制可以使电机进入弱磁区域，从而提高转速。
     
  • 基于转子磁场定向的矢量控制技术方法
    优质
    本研究探讨了基于转子磁场定向的矢量控制技术在电机驱动中的应用，通过优化算法提高电动机性能和效率。 本段落件是TI官方提供的基于转子磁场定向的矢量控制方法ACI3_4SIM_281x，通过定义基于电流的电机模型来实现磁场定向算法。