馬達智財聯盟 Motor Intellectual Property Alliance

無角度傳感器直接轉矩控制應用於內藏式永磁馬達

作者	吳懿軒、蔡明祺、張簡樂仁
摘要	交流馬達驅動控制可分為純量控制以及向量控制，其中向量控制法相對於純量控制法有更佳的響應速度及精確度，現今向量控制法多以磁場導向控制法(Field Oriented Control, FOC)以及直接轉矩控制(Direct Torque Control, DTC)兩種為主要驅動控制基礎，其中DTC無須等待電流迴路控制器收斂及同步旋轉座標軸轉換，轉矩響應速度及角度誤差容忍度皆優於FOC，故本論文以DTC為基礎架構，並引入模型參考預測控制(Model-based Predictive Control, MPC)，取代傳統遲滯查表控制法，以達到更精確之電磁轉矩控制。馬達驅動控制相當依賴角度傳感器，不僅增加馬達成本，驅動可靠度也隨傳感器受環境影響而出現錯誤，故本論文基於靜止座標軸設計，並引入D-module、二階等效積分器建立磁交鏈觀測器，以電壓電流間接估測轉子磁鐵磁交鏈，再經由相鎖迴路估測馬達轉子電氣角度及速度，最後選定高功率密度之內藏式永磁同步馬達，以驗證無角度傳感器之直接轉矩控制。
關鍵字	無角度傳感器、直接轉矩控制、內藏式永磁同步馬達、磁交鏈估測器、D-module、二階等效積分器、相鎖迴路