馬達智財聯盟 Motor Intellectual Property Alliance

內藏式永磁同步馬達位置感測器與無感測器混合控制

作者	劉憲儒、蔡明祺、謝旻甫
摘要	永磁同步馬達之驅動控制是藉由位置感測器，獲得同步旋轉所需之換向角度訊號，磁場導向控制(Field Oriented Control, FOC)之馬達驅動架構相當依賴角度感測器資訊，高解析度之感測器進行回授可以提高控制性能，但成本也會隨之增加，本論文提出透過建立真實系統的等效數位孿生模型(Digital-Twin Model)，藉由雙重採樣率(Dual-Sampling Rate)增加採樣點達到倍頻效果，並透過一個模型誤差補償器來快速更新收斂誤差；為了提升角度之解析度，本論文進一步設計基於靜止座標軸之磁交鏈觀測器，引入D-module、相鎖迴路估測馬達轉子之電氣角度及速度，最後透過信號的混合觀測控制得到較精準的角度回授至FOC驅動系統。本研究採用Matlab模擬與硬體在環迴路實驗測試，驗證內藏式永磁同步馬達位置感測器與無感測器之混合觀測控制及FOC驅動設計的可行性。
關鍵字	數位孿生、Digital-Twin、雙重採樣率、內藏式永磁同步馬達、磁交鏈估測器、D-module、相鎖迴路