高频信号注入的PMSM无传感器低速运行优化控制

在无位置传感器永磁同步电机(PMSM)的零低速运行控制中,多采用高频信号注入法跟踪位置信息,这将造成转矩波动和时滞问题.结合滑模速度控制和高频方波信号注入,提出一种无滤波器的转子位置辨识方法.通过将方波信号频率提升至逆变器开关频率,利用基波信号周期远小于高频注入信号周期的特点,在单次高频信号注入周期内,通过两次电流采样,避免了使用传统高频信号注入中的信号分离,同时去掉滤波器,有效提高系统收敛速度.仿真结果表明,与传统的高频信号注入法相比,该方法能实现PMSM无位置传感器控制下高精度的低速运行,且具有良好的稳态特性和动态性能.     

基于q轴电流的高频三角波注入的PMSM无传感器控制

转子初始位置的测定与永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,简称PMSM)性能密切相关.在传统高频脉振三角波注入法基础上,结合傅里叶分解及电路叠加定理,提出q轴电流化简法.设计调制信号,将此调制信号与q轴电流信号相乘得位置误差信号,以跟踪转子位置.向转子初始位置的两方向注入高频脉冲信号,以判定磁极极性.仿真结果表明:相对于传统高频脉振三角波注入法,q轴电流化简法的转子位置角误差、转速误差更小,能对永磁同步电机实现无传感器的可靠控制.     

基于位置估计的永磁同步电机全速域控制

为改进全速域内永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)转子速度估计精度,该文提出高频信号注入和自适应结合法来估计电机位置和速度,实现全速域内无传感器PMSM的控制。首先在特定高频信号激励下,利用电流响应估计PMSM的初始位置,同时通过流频法启动并控制电机低速运行。然后提出基于可调模型的自适应法估计中高速运行时的电机转速,实现电机无传感器条件下的精确控制。结果表明:提出的方法能使转子初始位置估计误差在0.3%以内和转速估计误差在0.7%以内,转速误差被控制在0.4%以内,具有良好的估计精度与稳态性能。     

基于瞬态有限元永磁同步电机静止位置检测策略

无传感器控制的永磁同步电机在低速和静止时一直存在着转子位置难以检测和估算的问题,本文针对该情况提出了一种基于瞬态有限元分析的转子位置和永磁极极性检测的策略和方法.以两相凸极永磁同步电机为例,通过对永磁同步电机瞬态磁场的有限元分析,考虑铁心饱和与注入信号瞬态特性的影响,提出一种对转子位置非常敏感的组合电感的计算算法,并给出基于该组合电感的转子位置和永磁极极性检测的策略和优化转子位置检测的方法.计算结果表明,该方法能在电机静止和低速时,快速准确地判断出转子位置和永磁极极性.     

一种适用于永磁同步电机全速度运行的无位置传感器控制方法

为了改进PMSM无速度传感器全速度运行时的控制性能,提出了一种结合高频注入方法与反电动势估计方法的SPMSM无速度传感器控制策略.首先建立了数学模型,然后基于模型对永磁同步电机的反电动势估计进行了描述,并结合一种脉振式高频电压注入的低速估计方法,实现了永磁电机在全运行范围内的无速度传感器控制.针对所提出的方法进行了实验,实验验证了在SPMSM全速度运行时,所提方法能准确估算出其转子的速度和位置.具有误差小且易于实现的优势.     

基于高频电压信号注入法的电梯门机无位置传感器控制策略

针对永磁同步电梯门机系统,本文结合永磁同步电机无位置传感器控制技术的最新研究成果,提出一种基于旋转高频电压信号注入法的无位置传感器控制策略,在分析旋转高频电压信号注入法估计转子位置原理的基础上,设计了归一化锁相环转子位置观测器,给出一种根据控制系统对转子位置观测器带宽的期望指标设计锁相环参数的方法,阐述了锁相环带宽与转速环带宽的匹配关系.最后在永磁同步电梯门机平台上进行了实验,验证了该控制策略的有效性和可行性.     

基于霍尔传感器故障的PMSM容错控制算法

针对永磁同步电机矢量控制中存在的霍尔传感器故障问题,基于无传感器技术提出一种电机容错控制算法.根据霍尔脉冲序列进行故障与速度检测,采用脉振高频电压注入法与sigmoid新型滑模观测器实现低速、中高速范围容错控制,结合加权函数实现2种无传感器算法的有效过渡,并采用线性电角度补偿方法减少霍尔传感器模式与无传感器模式切换过程...     

基于高频信号注入的无传感器新型DTC系统

针对传统的直接转矩控制方法中存在的转矩脉动大、开关频率不恒定等问题,在分析永磁同步电机定子磁链坐标系中电压和磁链方程的基础上,提出了一种新型的基于空间电压矢量调制的直接转矩控制方法,并采用注入高频信号的方法来估计电机的转速和位置。通过Matlab仿真软件建立了该控制方法的仿真模型。仿真结果表明,该控制方法能有效地减小电机的磁链和转矩脉动,高频信号注入法可以准确估计出电机的转速和位置,系统具有良好的动态和静态性能。     

基于DSP的无位置传感器永磁同步电机矢量控制系统

讨论了一种采用DSP芯片TMS320LF2407实现无传感器永磁同步电机转子磁场定向矢量控制的方案。文章简单介绍了永磁同步电机的数学模型和矢量控制的基本原理,给出了在无位置传感器的情况下电机转子位置信号的确定方法,讲述了采用id=0的对凸极式转子磁路结构的无传感器永磁同步电动机的控制方法,说明采用高速数字信号处理器易于实现复杂的矢量控制算法,可以有效的解决电机的强耦合特性。     

基于光伏发电的永磁同步电机矢量控制系统研究

阐述了基于光伏发电的永磁同步电机矢量控制系统的构成,系统为典型的转子磁场定向控制方式,采用电流环、转速环双闭环的比例积分控制;控制电路是在两相旋转坐标系中的d轴注入高频电压信号,通过检测电机绕组中的相关电信号来获得转子的位置和速度信息,从而实现永磁同步电机无位置传感器矢量控制。同时,所述系统还利用离网型光伏发电技术,将太阳能转换为电能作为系统直流母线电源,既节约了电能又有利于环保,改善用电质量,使传动系统具有良好的各项性能。     

基于预测自适应的永磁同步电机无传感器控制

针对传统永磁同步电机无传感器控制动态性能差和转速信号观测精度低的问题,设计了新型永磁同步电机无传感器控制方法.文章采用在线梯度下降法设计二阶线性扩张状态观测器,该二阶线性扩张状态观测器能够在永磁同步电机负载扰动或转速突变情况下准确快速对电机转速实时估计;同时将预测自适应滑模控制系统应用于转速环节,通过预测自适应估计永磁同步电机扰动变化量进行实时电流补偿.仿真结果表明:二阶线性扩张状态观测器能够对转速准确快速实时估计,且抗干扰能力强;预测自适应滑模控制策略有效缩短电机速度响应时间,显著削弱电机转速、电磁转矩的抖振,表现出良好的动态性和鲁棒性.     

永磁同步电机宽速域无位置传感器控制

基于采用改进型模型参考自适应法及脉振高频电压信号注入法对电机转子转速和位置进行辨识的原理与性能的分析,提出了一种宽速域内适用的无位置传感器复合控制法。通过滞环加权切换法实现了2种方法的平滑切换,克服了改进型模型参考自适应法在零速与低速时误差大,以及脉振高频电压注入法在高速时有稳态位置误差的缺点。经实验验证,复合控制法能在宽速域内准确地辨识出转子的转速与位置,系统动态响应快,鲁棒性好,对于宽速域内永磁同步电机无位置传感器研究具有重要的理论和现实意义。     

永磁同步电机宽速域非线性加权无传感器控制

通过分析滑模观测器法和脉振高频电压信号注入法辨识转子转速和位置的原理以及性能，提出一种可以在宽速域内实现永磁同步电机无传感器控制的复合控制方法。对两种方法分别在宽速域内非线性加权，简化了传统的加权滞环切换策略，实现了两种方法的平滑过渡，克服了滑模观测器法和脉振高频电压信号注入法在不同速度区间内的局限性。通过仿真验证了该复合控制法能在宽速域范围内辨识转子位置和速度，两种方法能在零低速和中高速之间平滑过渡，系统拥有良好的动态性能和较小的稳态误差。     

一种永磁同步电机齿槽转矩的测量装置

为准确测量永磁同步电机的齿槽转矩,设计一种转子与静态转矩传感器相连接、用直流电机驱动永磁同步电机定子旋转的测量机械结构,利用高精度数据采集卡对转矩进行连续测量,并采用数字滤波的方法,将采集信号中的工频干扰和静态转矩传感器固有机械振荡干扰进行窄带陷波。该测量装置经实际测试可行,能够完整的测量出电机齿槽转矩变化过程,并具有足够的工程精度。     

基于新型双滑模的永磁同步电机无传感器矢量控制

为了降低传统滑模观测器(sliding mode observer,SMO)存在严重的高频抖振、提高转子位置和电机转速估算精度以及降低速度环传统比例积分控制(proportional integral,PI)超调量过大等问题,提出一种基于高阶滑模观测器与新型滑模速度控制器相结合的永磁同步电机无传感器矢量控制方法,用高阶...     

无刷直流电动机的原理与特点

无刷直流电动机采用方波自控式永磁同步电机,以电子传感器取代碳刷换向器,以钕铁硼作为转子的永磁材料,数字式控制,高效率、高转矩、高精度,是当今理想的调速电机.     

无速度传感器异步电动机极低转速下的矢量控制

在较低转速下,对异步电机转子磁通位置的观测比较困难,因此在定子边注入与电机控制量无关的高频信号,是提取转子磁通位置信息的有效方法之一。为此,该文分析了异步电机高频脉振信号注入下的电机模型,得到了异步电机同步参考坐标系下的阻抗不对称的特点,提出了磁通跟踪的方法,通过检测高频脉振信号注入时的响应电流,来观测转子的磁通位置,并以此为基础实现了无速度传感器异步电机极低转速下的矢量控制。实验结果表明,该方法在异步电机极低转速(包括零速)下能准确地观测出转子磁通位置,对电机的参数和负载变化具有鲁棒性,并且能够在零速时输出额定转矩。     

基于卡尔曼滤波和高频信号注入法的永磁同步电机转子位置自检测

永磁同步电机的运动控制是一个强耦合的非线性动态控制系统,而且在控制过程中测量数据带有噪声,采用传统的线性控制理论很难达到系统要求.提出一种非线性系统的随机观测器--卡尔曼位置观测器,它用于高频信号注入法下的转子位置检测.利用脉动高频信号注入法进行永磁同步电机转子位置自检测,将产生的高频载波电流解调后,送入设计的卡尔曼位置观测器,可有效去除干扰噪声,准确观测出转子位置.仿真实验结果表明,在有系统噪声和测量噪声的情况下,基于卡尔曼位置观测器的脉动高频信号注入法能够精确地跟踪转子位置.     

一种新型的永磁电机转子位置估计方法

利用脉振高频电压信号注入法来估计永磁电机（PMSM）转子位置时,由于无法辨识转子N/S极,就存在着位置估算可能相反的问题。本文利用电机磁场的饱和效应,提出了一种新型转子位置辨识方法。通过分析包含转子位置误差信息的二次高频电流分量,完成转子永磁体极性的判别,从而准确辨识出转子位置。在凸极式永磁电机实验平台上进行了转子位置估计实验,实验结果验证了该方法的有效性。     

改进型滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制策略

针对永磁同步电机(PMSM)实际运行时定子电阻和电感常发生随机变化的情况,提出了一种可进行永磁同步电机无传感器控制的定子电阻和电感在线辨识的改进型滑模观测器。为了削弱系统高频抖振,用近似饱和函数代替开关函数;基于Lyapunov稳定性理论,在保证观测器稳定性的同时,进行定子电阻和电感参数辨识,并将其反馈到观测器模型,实时修正观测器模型参数,从而提高估算精度;采用锁相环技术计算出转子位置和速度信息,将其反馈到电机控制系统。数值仿真结果表明,改进型滑模观测器能够快速、准确地跟踪转子位置,估算转子速度,且能辨识定子电阻和电感值并进行反馈,实现永磁同步电机无传感器控制。