基于直接反电动势法的无刷直流电机准确换相新方法

分析了上桥臂PWM调制、下桥臂恒通调制方式时的端电压波形,讨论相应的反电动势过零点检测方法.在PWM调制信号开通状态结束时刻对端电压进行采样,由软件算法确定反电动势过零点.针对电机运行时存在超前换相或滞后换相的情况,通过设置合理的延迟时间来实现最佳换相.针对实际电机存在反电动势过零点分布不均匀的情况,根据过零点间隔时间存在着周期性规律,提出一种新的延迟时间设置方法,使换相点位于相邻过零点的中间位置,实现了电机的准确换相.实验验证了所提出方法的可行性和有效性.     

PCB平面绕组力矩电机闭环反馈式驱动系统设计

针对PCB平面绕组力矩电机运转时平稳性的问题,采用能实现极低导通电阻的IRF2807PBF MOS管作为驱动电路的主要芯片,结合IR2010s驱动芯片以及STM32F103ZET6主控芯片搭建整体的驱动电路,提升了在慢速情况下电路的驱动能力。利用SS361RT霍尔磁性位置传感器,形成速度闭环反馈,并运用自抗扰控制算法对速度增量进行控制,使用PI电流环对电流增量进行控制,最后通过SVPWM模块输出六路PWM脉冲序列控制三相全桥电路中的各相MOS管导通,从而实现了一种针对PCB平面绕组力矩电机的PWM闭环反馈式平稳调速驱动系统。通过仿真和实验表明,相比于使用传统的PI速度环设计的电机驱动系统,该驱动系统在相同转速下能大大提升电机运行时的平稳性。将驱动系统用于光学生物测量仪PCB平面电机控制的延迟线部分,能使延迟线平稳低速运行,保证了测量精度。     

凸极转子无刷直流电机无位置传感器控制方法

为了解决凸极转子无刷直流电机的转子位置估计问题,提出一种新的无位置传感器控制方法.在每一个脉宽调制周期的开通区间和关断区间的中间时刻分别对电机非导通相的瞬时端电压进行采样,用两次采样的差值与逆变器直流侧中点电压相比较来获得电机反电动势过零点,将获得的反电动势过零点延时30°(电角度)即为电机的换相时刻.采样时刻确定及过零点获取均通过软件编程实现,实验结果验证了该方法的有效性.     

中低速开关磁阻电机转矩优化策略研究

为解决开关磁阻电机因其双凸极结构和严重非线性电感特性所导致的在换相和单相导通时转矩脉动较大的问题,提出了以转速、转矩和电流为控制量的模糊滑模多重闭环控制策略。速度环采用模糊滑模控制,通过积分变换将转速差转化为给定转矩,通过比较电机瞬时转矩与给定转矩,控制开关管的导通关断,实现转矩闭环控制;在电机换相时对同时导通的两相绕组进行转矩分配,建立转矩、电流和转子位置角的解析式,由分配的转矩求得给定的绕组电流进行电流闭环控制,从而达到对电机换相和单相导通时转矩脉动的有效抑制。仿真试验结果表明:在电机中、低速运行时,该控制系统与PID控制下的直接瞬时转矩控制(DITC)系统相比控制效果更好;电机低速运行时转矩波动稳定在±0.3N·m以内,中速运行时转矩波动稍有增大,但仍维持在±0.8N·m以内,实现了对转矩脉动的有效抑制。     

基于预测电流控制的BLDCM转矩控制

为降低无刷直流电动机控制系统的转矩脉动,提出两种基于预测电流控制的电机转矩控制方法.首先根据梯形反电动势特性,通过扩展的派克变换,得到电机转矩与其中一个坐标轴上的电流分量成正比,使得转矩控制等效于电流控制;然后通过对无刷直流电动机数学模型的分析,实时预测电机在不同电压矢量作用时的下一控制周期的电流,通过选择使下一时刻电流与目标电流之间差的绝对值最小的电压矢量施加于电机上,实现了基于120°导通模式的预测电流控制及混合导通模式的预测电流控制.经过实例仿真表明,两种控制方法均能有效地实现对电流、转速控制,并且具有快速的转矩响应和较小转矩脉动.     

无刷直流电机反电势过零法无传感器控制

针对无位置传感器控制的无刷直流电机转子位置检测,文章提出了一种基于反电势过零点检测转子位置的方法;通过分析计算无刷直流电机的数学模型,检测不导通相的端电压并与直流母线中点电压相比较,得到反电势过零点信号.该方法不需要虚构电机中点和低通滤波电路以及分压电路,但需要在特定PWM调制方式下得到反电动势过零点再延迟30°电角度实现换相;通过MATLAB/SIMULINK仿真实验结果表明,该方法合理、有效地检测转子位置;相对于传统的反电势过零虚构中点检测方法,该方法具有结构简单、适用范围广等优点.     

电动车用无刷直流电机无位置传感器控制研究

通过分析电动车用无刷直流电机换相原理及间接位置检测原理,设计了一种基于反电动势法的无位置传感器电动车控制系统,为消除电机中性点电压和阻容滤波对反电动势检测电路的影响,该系统对传统反电动势法进行了改进,将采样电路的参考点与电池负极断开,并通过软件设计进行了反电动势相移补偿.实验结果表明,改进后的无位置传感器控制系统消除了电机中性点电压对反电动势检测电路的影响,不论电机运行在低速还是高速状态,都可准确地检测反电动势的过0点,在进行了相移补偿之后,可成功实现无位置换相控制,从而提高了电动车控制系统的可靠性和稳定性.     

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.     

一种用于抑制无刷直流电机电流波动的PWM调制方式

针对无刷直流电机在传统半桥调制方式下电流波动问题,提出一种改进型PWM调制策略.首先,对传统H_OFF-L_PWM调制方式进行了详细的分析.其次,为减小H_OFF-L_PWM调制方式下的电流波动,提出了一种改进型H_OFF-L_PWM调制策略.该调制策略通过对非续流区间非导通相的下桥臂开关管进行PWM斩波控制,使得电机...     

直流伺服电机轨到轨输出的PWM驱动电路设计

为实现驱动低电压大电流车载直流伺服电机的轨到轨输出,设计利用MOSFET低导通电压特性和LT 1336电感式开关自举功能搭建PWM驱动电路.此电路在实验中驱动效率高、发热量小,解决了传统PWM驱动电路效率低、发热量大的问题,能够较好地应用于车载电机的驱动.     

减小无刷直流电机转矩脉动的PWM新方式

在分析无刷直流电机两两导通双极性脉宽调制(PWM)方式的基础上,提出一种改进的双极性PWM无刷直流电机(BLDCM)控制方式,该方式采用4个功率管同时进行PWM控制,其中同一桥臂上下两个功率管处于互补导通模式.分析了该PWM方式对无刷直流电机续流过程及电磁转矩的影响,与传统的双极性PWM方式相比,采用该双极性PWM方式可以减小转矩脉动,低速时平稳性好,并且适用于快速启、制动和频繁正反转场合.仿真和实验结果表明该双极性PWM方式能够显著改善无刷直流电机的转矩脉动问题.     

一种新型零矢量的二三导通无刷直流电机直接转矩控制系统研究

为了解决无刷直流电机转矩脉动幅值大的问题,提出一种新型零矢量的二三导通无刷直流电机直接转矩控制方法。该方法利用二相、三相交替导通的驱动方式,使用直接转矩控制方法,形成12个扇区,并定义了一种新型零矢量,改进了空间电压矢量选择表,降低了转矩脉动幅值。MATLAB仿真结果表明:当电机空载且以额定转速2 000 r/min运行时,相比于传统零矢量,新型零矢量能使转矩脉动幅值降低约40.94%;当电机负载为4.3 N·m且以500 r/min低速运转时,相比于传统零矢量,新型零矢量能使转矩脉动幅值降低约47.40%;当电机负载为4.3 N·m且以额定转速2 000 r/min高速运行时,新型零矢量使转矩脉动幅值降低约32.32%。不论电机运行于空载还是负载,低速还是高速,新型零矢量均能起到降低转矩脉动幅值的作用。该方法有效降低了电机的运行噪声,使电机运转更加平稳。新型零矢量可以应用于无刷直流电机的各种导通方式,对无刷直流电机应用于高性能场合具有重要意义。     

无位置传感器无刷直流电机数控调速器设计

本文在分析无位置传感器无刷直流电机反电动势检测方法的基础上,设计了硬件检测电路和基于单片机的无刷直流电机数控调速器,并介绍此数控调速器的检测及控制单元,并详细介绍了此控制方案的反电动势检测方法的实现以及单片机生成PWM信号控制驱动桥路的设计,设计中还添加了配套的上位机软件。经验证,调速器能够完成电机调速、电源电压欠压保护、过流保护、速度显示以及上位机控制等一系列功能。     

一种可实现单相电机对称运行的变频调速方法

根据单相电机对称运行时的合成电压矢量方程 ,提出了考虑单相电动机主、副绕组对称和不对称两种情况下产生圆形旋转磁场的电压矢量式PWM变频调速控制方法 .该方法在保证两相电压分量相位相差90度的条件下 ,使电压分量大小与绕组匝数成正比 ,然后合成为电压矢量 ,产生PWM变频控制信号 .计算机动态仿真结果表明该方法使单相电机产生圆形旋转磁场 ,实现对称运行是有效的 .样机的试验结果证明了用电压矢量式PWM变频控制方法实现单相电机宽范围调速的可行性 .     

两种逆变器电源对三相异步电动机性能影响的分析

分析了两种逆变器— 180°导通型和 12 0°导通型输出的非正弦电源作用于电机时产生的磁势谐波 ,给出了电机k次谐波等值电路 ,在此基础上 ,从电流、转矩、损耗等方面讨论了非正弦电源对电机性能的影响。     

减小死区影响的准单极性PWM调制方法

通常在脉宽调制(PWM)信号中需要插入“死区”时间以防逆变器上下桥臂“直通”,但这也导致了输出性能的恶化。为此,该文提出了一种准单极性PWM调制方法。文中首先分析了逆变器带异步电机负载时的开关导通规律,然后根据电流的极性,在一个半波周期内封锁上下管驱动脉冲中的其中一路,使逆变器工作在“半控”状态下,因而可以消除死区。针对电流过零点极性检测问题和保证电机顺利启动的需要,文中也提出了相应措施。所述方法可以改善电流波形,提高电压利用率。仿真和试验表明该方法简单有效,有一定实用性。     

变频调速系统过调制时的相电流重构方法

为了降低系统成本和体积,提高直流母线电压的利用率,扩展电机的运行范围,提出了一种通过修改参考电压矢量、适用于过调制模式的相电流重构方法。该方法满足了过调制时直流电流的采样要求,并根据逆变器的开关状态实现了交流侧电机相电流的重构。在1台4 kW的PWM逆变器供电的永磁同步电动机变频调速系统样机上进行了实验,采用所提出的方法准确地重构出交流侧电机相电流,PWM逆变器实现了较高的电压利用率(约1.06)。结果表明:该相电流重构方法应用于过调制模式时是有效和可行的。     

静止状态下直线感应电机的参数辨识方法

直线感应电机气隙较大,并且次级一般是由整块的铝板和次级铁轭压制而成.由于此种次级没有类似于旋转感应电机的鼠笼导条和短路环,导致次级漏感远远小于初级漏感.传统的测量电机参数的空载和堵转试验假设初、次级漏感相等,在直线感应电机中难以实施,因此测量直线感应电机的参数难度较大.本文提出了一种静止状态下直线感应电机的参数辨识方法,无须做空载和堵转试验,通过控制PWM逆变器就可以实现对直线感应电机的初级电阻R1、初级漏感L1、次级电阻R2、次级漏感L2和互感Lm的测量.在参数计算过程中引入了β参数,实验验证了该方法的准确性并且分析了β参数对该方法的影响.     

考虑谐波耦合的对称六相永磁同步电机串联系统解耦控制

单逆变器驱动对称六相永磁同步电机串联三相电机是一种新型的多电机系统。针对对称六相电机反电动势的谐波会影响串联系统的解耦控制的问题,在同步旋转坐标系下建立了对称六相电机反电动势含有最主要的2次谐波时串联系统的数学模型,分析了谐波对六相PMSM电磁转矩脉动幅值和频率的影响情况,提出了补偿反电动势谐波效应的解耦控制策略,通过变载和变速仿真证明了所提控制策略的可行性。     

对称六相和三相PMSM串联系统反电动势谐波效应补偿控制

提出了单逆变器驱动对称六相和三相PMSM串联系统的谐波效应补偿控制策略.针对实际对称六相PMSM非正弦反电动势中高次谐波将会对该串联系统的运行产生耦合的问题,建立了对称六相PMSM和三相PMSM串联系统的虚拟多电机耦合模型,揭示了对称六相PMSM中主要的二次谐波对串联系统解耦控制的影响机理,提出了消除六相PMSM中等效辅电机产生的转矩脉动耦合的控制方法,分别进行了变速变载对比仿真.结果表明:所提补偿控制策略能够改善反电动势中含有最主要二次谐波产生的转矩脉动对串联系统运行的耦合问题,实现了两台串联电机的独立控制.