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抑制永磁同步馬達頓轉扭矩之位置依據型重複扭矩觀測器設計
作者 吳俊儒、蔡明祺
摘要 當無刷永磁同步馬達轉子對正定子齒部與槽部時,氣隙磁阻會有不同的變化,使得馬達轉動時產生磁阻力的擾動,稱為頓轉扭矩。頓轉扭矩為馬達本身內部所具有的扭矩外擾,使得馬達在低轉速時,會造成轉速與轉矩控制上困難,因而限制了馬達操作範圍。本研究於磁場導向(FOC)速度控制架構上,建立模型依據之扭矩外擾觀測器,並引入了位置依據的重複學習控制,使具備依馬達位置為基準的頓轉扭矩學習功能,即時估測馬達頓轉扭矩 ,以降低扭矩觀測器之估測誤差。為了抵銷降低頓轉扭矩對速度控制迴路的影響,本研究亦提出在線扭矩補償與離兩個架構,將觀測器所學習到的過去各位置上的記憶資料,分別經過遺忘因子和平均處理作補償,利用位置查表方式,直接補償電流於迴路中。本研究採用硬體在線迴路先驗證所提的觀測器性能,以及補償架構的可行性,最後以實務系統的實驗結果,驗證頓轉扭矩估測器的精準性,及能有效改善低轉速時的轉速漣波現象。
關鍵字 無刷永磁同步馬達、頓轉扭矩、重複控制、模型依據觀測器