IRMCF341的无位置传感器PMSM控制系统设计
孙兵成;蓝维隆;郭海亚
【摘 要】针对频率自控式永磁同步电动机的转子位置检测问题,提出一种基于IRMCF341的无位置传感器PMSM控制系统,同时采用了通过测量电机定子电流来估算转子位置的方法和PID控制策略.本系统经研究与开发后,在实验样机上做了测试.结果表明,该系统的硬件和软件设计方案及无位置传感器检测方法是可行的,系统不仅获得了良好性能和高可靠性,而且减小了电路体积和噪声. 【期刊名称】《单片机与嵌入式系统应用》 【年(卷),期】2008(000)011 【总页数】4页(P44-47)
【关键词】IRMCF341;PMSM;无位置传感器 【作 者】孙兵成;蓝维隆;郭海亚
【作者单位】通信指挥学院;深圳国际技术创新研究院;深圳国际技术创新研究院 【正文语种】中 文 【中图分类】工业技术
陌 附件新技 术 ＼ NEWPRODU川市CHIRMCF341 嗣元健置健肆嚣PMSM 撞制系统混计·通信指挥学院深圳 国际技术创新研究院孙兵成蓝维隆郭海亚摘要针对频率自控式永磁同步电动机的转子位直检测问题，提出一种基于 IRMCF341 的无位直传感器 PMSM 控制系统，同时采用了通过测量也机定子也流来估算转子位直的方法和 PIO 控制策略。本系统 经研究与开发后，在实验样机上做了测试。结采表
明，该系统的硬件和软件设计方案及无位直传感器检 测方法是可行的，系统不仅获得了良好性能和高可靠性，而且减小了电路体积和噪声。关键词
IRMCF341PMSM元位置传感器引在传统的高性能永磁同步电机驱动控制系统中，通常 都需要转子位置和速度信息作为反馈信号，而转子位置、 速度的取得几乎都是利用码盘、旋转变压器等精密机械装 置获得的。然而，机械传感器在特定场合主要存在下述 3 方面局限性［l] : ①加大了电机空间尺寸和体积，增大了装配难度；同 时增加了电机与控制系统之间的连接线和接口电路，使系 统易受干扰，降低了可靠性。②机械传感器使用受条件限制（如温度、湿度和振动等），不能应用于某些场合。③机械传感器及其辅助电路增加了系统的成本，某 些高精度传感器的价格甚至比电机本身价格还高。 为了解决使用 机械传感器给系统带来的问题，研究一 种 可靠的 、低成本的无需 机械传感器的控制方法，便成了 电机控制技术领域的研究热点之一。无传感器控制技术 是指在交流电机控制系统中去掉位置和速度传感器，通过 各种不同的估计方法而得到速度和位置信息的技术。具 体地说，是利用电机绕组中的相关变量（ 如 定子电压、定子 电流等〉来估算出转子的位置和速度，从而实现电机控 制凶 。无传感器技术的研究在航空航天、水下机器人、家 用电器等一些特殊场合具有重要意义。永磁同步电动机 的无位置传感器控 制 是现在电机控 制领域的热点问题。特别是随着技术的发展，在空调、电 冰箱、洗衣机等白色家电行业对一种可靠性好 、 成本低的 解决方案有着广泛而迫切 的 需求［3］。但是目前 几 乎没有44《 丰伪也马品入到幸tim 》 －回圈圈，．．．跚针对这一领域的专用电机驱动控制芯片。多数的无位置 传感器控制系统都是以通用的单片机或数字信号处理器 (DSP）实现的，存在着开发戚本高、系统集成度低、外围电 路复杂、抗干扰能力差等缺点。顺应这一要求，美国国际 整流器 CIR）公司适时推出了 IRMCF341 系列电机控制芯 片。它是针对家电产品和小功率工业用途开发的专用无 位置传感器电机驱动控制芯片。本文采用 IRMCF341 电 机控制
芯片来实现转子位置检测，对 PM$M 控制系统进 行了研究和开发。1 无位置传感器 PMSM 简介针对永磁同步电动机（ PMSM）的无位置传感器控制 方法的研究始于 20 世纪 80 年代末。近年来，国内外的许 多研究机构对 PMSM 的无位置传感器控制技术进行了更 为深入的研究。无位置传感器 PMSM 控制的关键在于： 如何根据测量电机电流或电压信号得到转子位置和l 转速 信号。对于 PMSM 控制系统，可以采用一些直观的方法 （即利用其特殊的电磁特性）来得到转子位置和速度。例 如：计算定子磁链矢量的空间位置来得到电机的转子位 置，计算定子相电感来获得转子位置等多种方法。本文采 用的IRMCF341 芯片的转子位置估算算法是通过测量定 子电流来计算反电动势，经反电动势积分计算后获得转子 磁链（磁链是独立于转速的函数〉，进而得到转子角度。其 相应的结构原理框图如图 1 所示。IRMCF341 芯片完成了通过测量定子电流得到转子 角度的计算过程，进而产生了带有死区的 PWM 控制信 号。该方案特征是能提高效率，不需要传感器，而且能降adv@mesnet.com.en（广告专用）针对频率自控式永磁同步电动机的转子位直检测问题，提出一种基于 IRMCF341 的无位直传感器PMSM 控制系统，同时采用了通过测量也机定子也流来估算转子位直的方法和 PIO 控制策略。本系统经研究与开发后，在实验样机上做了测试。结采表明，该系统的硬件和软件设计方案及无位直传感器检测方法是可行的，系统不仅获得了良好性能和高可靠性，而且减小了电路体积和噪声。IRMCF341PMSM元位置传感器在传统的高性能永磁同步电机驱动控制系统中，通常都需要转子位置和速度信息作为反馈信号，而转子位置、速度的取得几乎都是利用码盘、旋转变压器等精密机械装置获得的。然而，机械传感器在特定场合主要存在下述 3方面局限性［l] : ①加大了电机空间尺寸和体积，增大了装配难度；同时增加了电机与控制系统之间的连接线和接口电路，使系统易受干扰，降低了可靠性。③机械传感器及其辅助电路增加了系统的成本，某些高精度传感器的价格甚至比电机本身价格还高。为了解决使用 机械传感器给系
IRMCF341的无位置传感器PMSM控制系统设计
