Rotor position estimation for permanent magnet synchronous motor

Authors

  • N. V. Klinachev South Ural State University
  • N. Yu. Kuleva South Ural State University
  • S. G. Voronin South Ural State University

Keywords:

electric drive, sensorless, vector, relay-vector, estimator, PLL, FOC, DTC, PMSM, BLAC Motor, modeling in Jigrein4WEB

Abstract

The paper describes rotor position observer for permanent magnet synchronous motor, consisting of calculator of flux vector projections on the axis of the fixed coordinate system α-β and loop tracking this vector by phase (phase-locked loop, referred to as PLL). It is shown that in the electric drive motion modes with constant acceleration the loop tracking error has a DC component. To eliminate it the usage of combined control method is proposed. The reference signal for integrator circuit (in the PLL circuit for VCO) is provided by output coordinate of the equivalent DC motor speed estimator. PI controller compensates small deviations in the tracking loop. Modified observer does not disturb the sliding mode of tracking loop. Outside shaft speed estimator allows to close drive speed loop while preserving the motor dynamics on its maximum.

Author Biographies

N. V. Klinachev, South Ural State University

канд. техн. наук, доцент кафедры «Электромеханики и электромеханических систем»

N. Yu. Kuleva, South Ural State University

аспирант кафедры «Электромеханики и электромеханических систем»

S. G. Voronin, South Ural State University

д-р техн. наук, профессор кафедры «Электромеханики и электромеханических систем»

References

Driss Yousfi. Efficient Sensorless PMSM Drive for Electric Vehicle Traction Systems / Driss Yousfi, Elbacha Abdelhadi, Abdellah Ait Ouahman // Electric Vehicles – Modelling and Simulations / Dr. Seref Soylu (Ed.). – 2011. – http://www.intechopen.com/books/electric-vehicles-modelling-andsimulations/ efficient- sensorless-pmsm-drive-for-electric-vehicle-tractionsystems.

Воронин, С.Г. Векторное управление синхронными двигателями с возбуждением от постоянных магнитов / С.Г. Воронин, Д.А. Курносов, А.С. Кульмухаметова // Электротехника. – 2013. – № 10. – С. 50–54.

Виноградов, А.Б. Векторное управление электроприводами переменного тока / А.Б Виноградов. – Иваново: Иванов. гос. энергет. ун-т им. В.И. Ленина. – 2008. – 298 с.

Atmel AVR1636: Configurable PMSM Sensorless Field Oriented Control using the XMEGA / [APPLICATION NOTE] Rev.: 42061A−AVR−01/2013 // Atmel web site. – www.atmel.com/images/doc42061.pdf (дата обращения: 01.02.2014).

AN1078, Sensorless Field Oriented Control of a PMSM (DS01078B) / Jorge Zambada, Debraj Deb // Microchip web site. – http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/01078B.pdf (дата обращения: 01.02.2014).

Sensorless PMSM Vector Control with a Sliding Mode Observer for Compressors Using MC56F8013 /Document Number: DRM099, Rev.:2-09/2008 // Freescale Semiconductor web site. – http://cache.freescale.com/files/microcontrollers/ doc/ref_manual/DRM099.pdf (дата обращения: 01.02.2014).

Клиначёв, Н.В. Цифровые управляющие системы для электропривода: фрагменты учебного курса. 2011–2013 гг. / Н.В. Клиначёв // Моделирующая программа Jigrein: Теория, программа, руководство, модели. 2006–2014 гг. – http://model.exponenta.ru/k2/Jigrein/dcs_knv.htm (дата обращения: 01.02.2014).

Issue

Section

Elecromechanical systems