表贴式永磁同步电机无位置传感器零低速起动方法的比较研究

由于运行在中高速状态下的永磁同步电机无位置传感器控制方式大多是采用反电动势来估算角度位置和转速,这在零低速往往不适用。为了实现表贴式永磁同步电机无位置传感器零低速起动和平滑切换到中高速运行,分析了恒压频比控制、恒流频比控制、脉振电压信号高频注入法三种低速起动控制方法。开环恒压频比控制采用了新的V/F曲线和电压补偿,近似补偿定子阻抗压降防止起动失败;单闭环IF控制和双闭环脉振高频电压注入控制采用加权算法切换至滑模观测器。对某一表贴式永磁同步电机应用Matlab/Simulink进行了永磁同步电机无位置传感器控制系统的仿真分析,仿真结果验证了所提出方法的有效性。

基于脉振高频注入法的零低速永磁直线同步电机无位置传感器控制

针对零低速下永磁直线同步电机(PMLSM)的无位置传感器控制方法存在精度低、稳定性差、算法复杂等问题,提出了一种改进的脉振高频注入法的无位置传感器控制方法。在利用PMLSM饱和凸极性进行初步位置估计的基础上,提出了特殊位置校正和磁极判断的方法,从而简便地获得较为准确的动子位置,实现PMLSM零低速下的无位置传感器运行。在此基础上,利用Simulink对PMLSM无位置传感器控制进行仿真建模,并搭建样机试验平台进行试验验证。通过仿真和试验结果表明,所提方法可以准确、快速地检测出PMLSM动子初始位置和低速运行时的动子位置,保证电机平稳起动运行,且具有良好的位置估计精度和动态性能。

基于输出电压扰动的自调整死区补偿及零低速优化策略研究

在传统死区补偿方式基础上,提出一种根据输出电压矢量幅值调整死区时间的补偿策略,在同步旋转坐标系下,通过调整输出电压矢量幅值和参考电压矢量幅值之间的扰动电压,获得最终的死区补偿时间,能够明显改善电流过流点时补偿不合理的现象;针对感应电机零低速控制稳定性和保证大负载转矩输出能力的问题,提出根据转矩电流反馈值实时调整死区补偿值的控制策略,既保证感应电机控制的稳定性,又保证了大转矩输出能力。通过仿真和台架试验验证控制策略的有效性。

基于转子极性判断优化的脉振高频电压注入法

在永磁同步电机零速和低速运行时,采用脉振高频注入法能够准确估计转子位置信息。针对脉振高频注入法无法实现转子极性判断,而传统极性判断方法存在响应时间长、采样和实施过程复杂以及极性误判等问题。文中提出了一种基于正负电压脉冲注入的电机转子极性判断方法。该方法给电机注入正负电压脉冲,并根据对应脉冲的响应电流峰值判断转子极性。脉振高频注入法将转子位置估计值和极性判断结果相结合,可得到准确的转子初始位置。文中通过Simulink仿真验证算法的有效性。仿真结果表明,所提转子极性判断方法能够简化采样方式和算法复杂性,降低判断转子极性的响应时间,使脉振高频注入法能够准确和快速地估计转子初始位置。

感应电机低速控制方法

基于模型参考自适应(MRAS)的无速度传感器的转子磁场定向控制广泛应用于感应电机驱动系统,速度辨识系统在零频或极低速时会不稳定。文中分析了辨识在零频或极低速时导致不稳定的原因,通过在传统转子电流和磁通观测器添加激励信号,设计新的自适应观测器,采用Lyapunov方法证明了系统在零频或极低速运行时的稳定性和收敛性。仿真显示了该方案优于传统的MARS方法,提高了低速时转速的渐进跟踪能力,使控制系统具有良好的动静态性能,易于实现。

卡尔曼滤波用于低速下PMSM检测转子位置

将卡尔曼滤波理论和高频信号注入法结合起来,利用高频信号注入法检测电机凸极效应跟踪转子位置,设计卡尔曼位置观测器,消除系统噪声和测量噪声的影响,来准确观测低速及零速情况下无位置传感器永磁同步电机的转子位置。通过仿真验证表明,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有效去除干扰噪声,精确地跟踪转子位置。

基于脉振高频注入法的永磁同步电机初始位置检测优化算法研究

对脉振高频注入表贴式永磁同步电机(Surface Mounted Permanent Magnet Synchronous Machines,SPMSM)无传感器控制系统初始位置检测,传统的高频脉振电压信号注入法是把脉振高频电压信号注入估计的转子参考坐标系中,检测永磁同步电机定子侧的高频电流响应,在此基础上,针对滤波器提取位置信息中会使信号延迟、电流环带宽减小等情况,根据电机的数学模型,在高频电流信号的处理过程中减少滤波器的使用,简化了系统结构,减少了转子和转速的估测时间,可以得到估计的比较准确的转子位置和转速,实现电机无速度传感器在零低速范围内的转子位置估计。最后用Matlab/Simulink平台对优化后的电机系统进行了仿真分析,实验结果证明与传统的方法相比优化后的永磁同步电机无传感器控制系统的精度和稳定性得到提高。

基于参数敏感自适应的漏磁可变式永磁电机无位置传感器控制研究

漏磁可变式永磁电机(variable leakage flux permanent magnet synchronous motor,VLF-PMSM)具有宽调速、广域高效等优势,满足电动汽车对电机驱动系统的要求。但是,由于其电机参数随电动汽车运行工况可变的特性,给其无位置传感器控制研究带来极大的挑战。针对此问题,该文提出一种基于参数敏感自适应的零低速无位置传感器控制策略。首先,基于电感参数变化机理,推导凸极率与转子位置估计误差的关系,分析凸极率的变化对系统稳定性的影响。在此基础上,设计参数自适应检测滤波器和滑模控制器,通过转速自适应调节检测滤波器的中心频率,提高转子位置估计精度,并且引入动态调节因子,极大地改善VLF-PMSM无位置传感器控制驱动系统的动稳态响应,以抑制电机参数变化对无位置传感器控制系统的影响。最后,搭建VLF-PMSM无位置传感器矢量控制系统,并进行实验研究,实验结果验证所提控制策略的可行性和有效性。

基于高频信号注入的永磁同步电机无传感器控制技术综述

无传感器控制技术有利于改善永磁同步电机驱动系统的可靠性,降低系统成本,已经成为交流电机传动领域的一项热门及前沿技术。高频注入法利用电机的凸极特性估计转子位置,不依赖电机反电动势模型,非常适合永磁同步电机零速及低速运行。针对高频电压信号注入法进行调研和整理归纳,并将这些方法总结为传统的高频正弦波注入法、改进的高频正弦波注入法和高频非正弦波注入法三类。首先,分别介绍每类方法中的典型实施方案,并指出各个方案的优缺点;其次,针对三类方法的异同点进行分析比较;最后,对基于高频信号注入的永磁同步电机无传感器控制技术的发展趋势进行展望。

基于高频信号注入的永磁同步电机转子位置估计

为提升永磁同步电机无传感器控制技术在零/低速范围运行时的动态性能,提出一种改进的转子位置估计方法.首先,在α-β坐标系下建立永磁同步电机高频激励模型;其次,为提高转子位置估计性能,对基于外差法的转子位置估计方法进行分析,并提出基于补偿矩阵的转子位置估计方法;最后,在MATLAB/Simulink仿真环境下对比分析外差法与补偿矩阵两种方法的转子位置估计精度.仿真结果表明,所提出的方法不仅能获得较快的转子位置跟踪速度,而且能够保证较高的转子位置估计精度.

无传感器永磁同步电机全速范围控制技术综述

当前永磁同步电机控制系统在向高效率、低成本的方向发展。针对常规机械式位置或速度传感器存在的体积大、成本高、安装不便以及特殊应用场合下可靠性低等问题,无传感器控制技术被广泛应用在电气传动领域。实现无传感器控制的关键在于对电机转子位置或速度进行检测。文中对永磁同步电机无传感器控制技术在零低速、中高速及全速范围内的各种方法进行了分类和总结,介绍了各种方法的原理和特点,并对其优缺点进行了对比分析。最后,文中对永磁同步电机无传感器控制方法的研究重点和发展趋势进行了展望。

车载组合导航数据处理方法研究

在运用组合导航技术进行车辆定位导航过程中,由于环境、导航设备等因素的干扰,导航数据中会包含有较大误差的野值数据,使得导航结果与实际车辆的行驶轨迹发生较大偏差,从而给人们的日常生活带来不便。一方面,错误的导航信息会给用户增加不必要的麻烦,影响智能交通系统的发展;另一方面也影响组合导航技术的应用和推广。为此,本文提出了对车辆低速和车辆停止时的定位数据进行剔除,利用粗差剔除和多项式拟合等方法对定位数据进行分析处理,提高导航定位的准确性。跑车试验证明该方法可以有效地提高定位精度,满足车载导航的需求。

改进的车载空调压缩机无位置传感器控制起动方法

无位置传感器控制是空调压缩机控制系统的较优选择。针对基于滑模观测器(SMO)的永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制系统零速观测精度低、起动难度大等问题,提出了一种改进PMSM无位置传感器的零速低速起动及中高速域使用的SMO控制的切换方法。在电机低速和零速时,I/F控制使其工作在角度开环电流闭环的工况下,该算法的给定相位与观测相位误差达不到系统切换要求,需利用降低开环电路的方式来降低误差;在电机转速提高的同时补偿SMO的角度,使观测角度接近真实角度,2种算法切换时稳定性更高,抗干扰能力更强。根据MATLAB/Simulink仿真结果和实际3.5 kW车载空调PMSM调试,验证了该方法的可行性和改进算法的有效性。