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基于改进龙贝格观测器的轨道交通IPMSM无感控制研究

来源：电工电气发布时间：2025-01-23 14:23浏览次数：0

基于改进龙贝格观测器的轨道交通IPMSM无感控制研究

马志军，王乃福，黄凯

(中车大连电力牵引研发中心有限公司，辽宁大连 116052)

摘要：针对轨道交通内置式永磁同步电机受 IGBT 开关频率限制难以实现高性能无感控制的问题，设计了一种基于龙贝格观测器的无位置传感器矢量控制。将电机电压方程改为基于扩展反电势的全阶模型，在此基础上进行龙贝格观测器的设计，从理论上分析了系统的稳定性，并给出参数设计方法。为了适应低开关频率应用环境，将观测器模型进行四阶离散化设计，以提高观测器的精度。以一台永磁同步电机作为控制对象，采用设计的无位置传感器控制进行试验验证。试验结果表明，设计的基于龙贝格观测器的无位置传感器控制转矩控制精度在 2% 以内，并且系统具有良好的负载突变动态特性。

关键词： 内置式永磁同步电机；无感控制；龙贝格观测器；四阶离散化

中图分类号：TM614 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2025)01-0036-05

Research on Sensorless Control of Rail Transit Interior Permanent Magnet

Synchronous Motor Based on Improved Luenberger Observer

MA Zhi-jun,WANG Nai-fu, HUANG Kai

（CRRC Dalian R & D Co., Ltd, Dalian 116052, China）

Abstract: A sensorless vector control based on Luenberger observer was designed for the problem that cannot meet the high-performance sensorless control of the interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM) for rail transit due to the IGBT switching frequency is restricted.The voltage equation of the motor is changed into a full-order model based on the extended back electromotive force, and on this basis, the design of the Luenberger observer is carried out. The stability of the system is analyzed theoretically, and the parameter design method is given.In order to adapt to the application environment of low switching frequency, the observer model is designed with fourth-order discretization to improve the accuracy of the observer. Using a permanent magnet synchronous motor as the control object, experimental verification was conducted using the designed sensorless control. The experimental results show that the torque control accuracy of the designed sensorless control based on the Luenberger observer is within 2%, and the system has good dynamic characteristics of load sudden changes.

Key words: interior permanent magnet synchronous motor; sensorless control; Luenberger observer; fourth-order discretization

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