1导语

2研究背景

3论文方法及创新点

IF控制是一种转速开环、电流闭环的控制策略，IF控制不依赖PMSM的转子位置信息。IF控制使用的角度是转速给定积分得到的虚拟转子位置。由虚拟转子位置构建的坐标系称为虚拟同步坐标系，即为dvqv空间，由实际转子位置构建的坐标系称为转子同步坐标系，即为dq空间。电机的状态变量和控制变量在两个dq空间下的表现形式如图1所示。

图1 IF控制策略下双dq空间下的状态变量和控制变量

图2 基于双dq空间控制策略切换原理

图3 PMSM无位置传感器控制实验平台

图4和图5给出了控制策略平滑无缝切换的实验波形，图中分别给出了三相电流实验波形、电流环使用的同步坐标系下电流反馈量的实验波形、控制器使用的同步坐标系下电压控制信号的实验波形。从变频器起动运行开始，第5s进行控制策略的切换。从图4和图5可以看出，由IF控制向基于磁链估计法的无位置传感器控制切换的瞬间，三相电流波形几乎没有任何波动，实现了真正意义上的“无缝”切换。实验结果对基于双dq空间无位置传感器起动策略进行了充分验证。

图4 轻载实验工况下进行控制策略的切换

图5重载实验工况下进行控制策略的切换

图6 控制策略切换效果对比

4结论

在虚拟同步坐标系和转子同步坐标系下分别建立了两个dq空间。在两个dq空间上分别建立了电机的状态变量和控制变量。两个dq空间下的变量可以通过变换矩阵进行灵活变换。该变换矩阵和两个dq空间的相位差有关。通过建立双dq空间，无需像传统控制策略那样尽力使虚拟同步坐标系和转子同步坐标系重合。将控制策略的切换转化为两个dq空间的切换，实现了真正意义上的无缝切换。

刘计龙，肖飞，麦志勤，等. 基于双dq空间的永磁同步电机无位置传感器起动策略[J]. 电工技术学 , 2018, 33(12): 2676-2684.

Liu Jilong, Xiao Fei, Mai Zhiqin. et al. Position-sensorless startup strategy for permanent magnet synchronous motor based on double dq space[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2018,33(12): 2676-2684.

刘计龙，博士，副研究员。主要研究方向包括模块化多端口直流变换器、舰船电力推进系统、轨道交通车辆电力牵引系统。参与了海军武器装备“十二五”、“十三五”预研重点项目，负责研制直流区域配电系统中的模块化多端口直流变换器；参与了海军某型舰船电力推进系统的研制，负责系统控制策略设计；与湘电集团合作开展军民融合项目，成功研发地铁车辆永磁同步牵引系统。申请国家发明专利四项，发表SCI/EI收录学术论文十余篇。