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研究生:張祐毓
研究生(外文):You-Yu Zhang
論文名稱:初始位置估測與高頻注入法啟動應用於內藏式永磁同步馬達無感測器驅動
指導教授:董必正董必正引用關係
指導教授(外文):Pi-Cheng Tung
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:機械工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:152
中文關鍵詞:無感測器控制高頻注入法內藏式永磁同步馬達
外文關鍵詞:Interior PermanentInterior PermanentInterior PermanentInterior Permanent Interior PermanentInterior PermanentInterior Permanent Interior Permanent Interior Permanent Interior Permanent Interior Permanent-magnet synchronous motormagnet synchronous motor masesorless controlHigh Frequency Injection
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本論文旨在開發以數位訊號處理器為基礎的無位置感測器永磁同步馬達驅動系統。首先,先利用編碼器(encoder)與簡單的PI控制器建構出馬達電流迴路與速度迴路控制架構。
接著加入永磁同步馬達無位置感測器控制技術,本論文是以實現低轉速下無位置感測器控制為主,所採用的方法為初始位置估測法與高頻注入啟動法來代替位置感測器,實現永磁同步馬達無感測器驅動。

This thesis is mainly concerned with the development of a DSP-
based position sensorless Interior Permanent-magnet synchronous motor
(IPMSM) drive. First, a standard IPMSM drive which use a encoder to
feedback motor’s position is established, and a simple P-I controller is
employed in the standard IPMSM drive to develop the current loop and
the speed loop.

Next, the position sensorless algorithm of a motor combines with
the standard IPMSM drive. In this thesis, the speed of a motor is operated
at low speed and also zero speed, so, the algorithms of High Frequency
Injection which is suitable in low speed range and Initial rotor position
estimation are employed to replace encoder. Finally, a position sensorless IPMSM drive is established.

摘要 I
Abstract II
目錄 III
圖目錄 VI
表目錄 XII
符號說明 XIV
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 文獻回顧 1
1.3 論文架構 2
第二章 永磁同步馬達控制系統之硬體架構介紹 4
2.1 永磁同步馬達控制系統之硬體架構概述 4
2.2 TMS320F28335數位訊號處理器簡介 5
2.3 TMS320F28335週邊功能介紹 10
2.3.1 脈波寬度調變(PWM)模組 10
2.3.2 正交編碼器脈衝(QEP)模組 14
2.3.3 串列週邊介面(SPI)模組 18
2.3.4 外設中斷擴展(PIE)模組 19
2.4 永磁同步馬達控制系統之硬體電路及元件簡介 20
2.4.1數位/類比轉換(DAC)電路 22
2.4.2 類比/數位轉換(ADC)電路 24
2.4.3 編碼器之解碼電路 28
2.4.4 脈波寬度調變電壓轉位轉換電路 29
2.4.5 電流感測電路 31
2.4.6 智慧型功率晶體模組(IPM)隔離電路 32
第三章 永磁同步馬達之數學模型及控制原理 36
3.1 永磁同步馬達簡介 36
3.2 永磁同步馬達三相數學模型 37
3.3 d-q軸旋轉座標表示法 43
3.4 永磁同步馬達控制原理 50
第四章 馬達參數估測與控制器設計 73
4.1 前言 73
4.2 馬達電氣參數量測 73
4.2.1 定子繞組電阻量測 73
4.2.2 交/直軸等校電感量測 74
4.3 控制器設計 77
4.3.1簡介 77
4.3.2 系統基本設定 78
4.3.3 電流控制器設計 79
4.4 干擾觀測器架構 80
第五章 初始位置估測與高頻注入法啟動 88
5.1 前言 88
5.2 簡介無位置感測器控制方法 88
5.3 初始位置估測法 91
5.3.1簡介 91
5.3.2 電壓脈波注入法 92
5.4 高頻注入法數學模型推導 94
第六章 實驗系統與實驗結果 99
6.1 簡介 99
6.2電流迴路實現 100
6.2.1 電流迴路測試 101
6.3 初始位置估測法實驗結果 110
6.4 高頻注入法啟動 111
6.4.1 電流訊號處理 113
6.4.2 高頻注入演算法實現 117
第七章 結論與未來展望 124
7.1結論 124
7.2未來展望 124
參考文獻 125


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第二章
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第三章
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第四章
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第五章
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