基于电压解耦原理的感应电机无速度传感器矢量控制

文中提出了一种基于电压解耦原理的简化的感应电机模型。通过在定子电压指令中增加解耦项,即在励磁和转矩信号输入端增加一个标量解耦环节,以消除感应电机的内部耦合。根据该模型,设计了一个转子磁通t轴分量控制器,获得了转子速度的辨识方法。另外,在动态过程中,当电机参数特别是转子电阻发生变化时,通过加入转子磁通角偏移的补偿环节,可以确保转子磁通获得快速、准确的定向。同时,也分析了转子电阻变化对速度辨识精度所产生的影响。仿真和实验验证了所提方案的有效性。

基于扩展卡尔曼滤波的PMSM无位置传感器控制

在永磁同步电机无位置传感器控制系统中,设计了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)算法的永磁同步电机(PMSM)转子位置估算算法,代替机械式的位置传感器对电机转子位置及转速进行实时检测,实现无位置传感器控制,给出了算法的递推过程和永磁同步电机模型,并对该算法进行了简化分析。经仿真与实验表明基于扩展卡尔曼滤波的PMSM无位置传感器控制算法具有良好的动静态性能、转速辨识能力,且具有良好的鲁棒性,能够在各种运行情况下正确估算转子位置以及电机转速,控制性能优越。

直流电动机无传感器测速实验方法

介绍了直流电动机无传感器测速的实验方法,并选取了三台不同结构的直流电动机进行实验。实验结果中,有两例与现有的测速公式相同,一例与现有的测速公式稍有出入。若在公式中去除磁极对数这一因子,三例均能与此吻合。实验结果提示,传统的无传感器测速公式有修正必要。

一种新型IPMSM无位置传感器矢量控制系统研究

针对内插式永磁同步电动机(IPMSM)的凸极性,推导出其在两相静止坐标系下基于扩展反电动势(EEMF)的数学模型,在此基础上构造一种新型滑模观测器(SMO)用于实现无位置传感器矢量控制。该观测器引入估算扩展反电动势反馈,分析了反馈系数对观测器稳定性及扩展反电动势估计准确性的影响,提出一种反馈增益系数的自适应算法,拓展了滑模观测器在低速段的观测范围。为了削弱系统抖振的影响、提高观测值的精度,采用一种可变边界层厚度的饱和函数替代传统观测器中的符号函数,并基于锁相环(PLL)方法提取转子位置和速度信息。搭建基于新型滑模观测器的IPMSM无位置传感器矢量控制平台,实验验证了该观测器在低速段估算转子位置和速度的有效性。该控制方法具有调速范围宽、鲁棒性强等特点且算法简单、易于实现。

无刷直流电动机无位置传感器起动控制的研究

针对无刷直流电动机无传感器控制在电机零速和低速时反电势难以检测的问题,依据绕组电感随磁场变化的原理,提出了利用脉冲电压检测转子零初始位置并起动电机的新方法。起动时在施加6个短时脉冲电压前,首先设定电流检测的阈值,在施加脉冲电压的同时,记录每次电流超过阈值的时间和电流达到的峰值,通过对这两个记录值的综合分析来确定电流的变化率,从而确定转子的当前位置。在运行中通过检测两个电流脉冲确定当前转子位置,对传统的6次脉冲检测法进行了简化。通过基于STM32M031的实验平台,验证了该方法能够有效提高转子定位准确度。

永磁同步电机无传感器控制系统的仿真研究

研究无传感器永磁电机性能优化问题。无传感器永磁同步电机控制技术具有成本低、体积小,可靠性高等优点。针对传统的传感器为机械式系统成本高、可靠性低的缺点,采用永磁同步电机控制技术领域的一种新的永磁同步电机转子位置、速度估算方法即高频电压信号注入法。文中对高频信号注入法的永磁同步电机无传感器控制技术的基本原理进行了论述,并采用外差方法得到转子位置和速度估计信息,建立了永磁同步电机无传感器矢量控制系统的仿真模型,给出了仿真试验结果。仿真结果表明,改进的控制系统响应快,启动过程中转矩脉动小,转速上升平稳,抗扰动性能好,有良好的静、动态性能。

基于高频脉冲电压注入的PMSM转子初始位置检测

文章提出了一种新颖的永磁同步电机转子初始位置检测的方法。该方法根据永磁同步电机的凸极特性(包括结构凸极和饱和凸极),通过采用高频方波电压注入激励的方式,将检测到的含有转子初始位置信息的响应电流经过适当处理得到当前转子位置的初判值,然后利用电机定子铁心的非线性饱和特性对转子初判位置进行磁极极性修正,最终判断出转子磁极的准确位置。文章最后对该方法进行了实验验证,实验结果验证了该方法的可行性和有效性,且方法简单,鲁棒性强,对电流检测精度的依赖性小,算法容易实现,具有良好的工程应用价值。

异步电机参数辨识

对于异步电机控制系统,参数辨识的准确性和简易性是非常关键的一个环节。在传统异步电机试验原理的基础上,利用电机控制系统本身的资源,进行直流、单相交流、三相空载试验,然后根据变频器所检测到的电流、电压,经过傅里叶变换来实现对电机参数辨识。最后,根据辨识的参数,利用Matlab/Simulink进行了参数辨识与无速度传感器矢量控制系统的仿真,实验结果表明具有良好的动静态特性。

基于BP神经网络的中低速磁浮列车速度估计算法

提出结合磁浮列车牵引用直线感应电机特点,利用BP神经网络算法,实现对磁浮列车的运行速度观测。通过对一直线感应电机动态模拟实验台进行研究表明,理论估算和实测速度相吻合,初步表明该方法是可行的。该方法的实现,节省了现有磁浮列车速度检测系统昂贵的成本,减少了系统硬件设备的复杂性,提高了整个磁浮列车系统工作的可靠性。

船舶电推PMSM无位置传感器控制研究现状综述

电力推进船舶是未来绿色船舶的重要发展方向。永磁同步电动机的一系列优点使其适合作为电推船的推进电机。船舶工作环境的恶劣使得无传感器控制技术在船舶电力推进永磁电机中具有较强的实际意义。目前,无传感器控制技术主要分为中高速和低速两部分,复合控制算法可用于电机全速域范围进行位置和转速估计。

基于电感变化的永磁同步电机新型启动方法

通过分析内埋式永磁同步电机(IPMSM)磁饱和特性,建立永磁同步电机数学模型。根据在施加不通电压矢量时电流瞬间特行不同,采用无位置传感技术,提出了一种检测永磁同步电机在停止状态时转子位置的方法。在此基础上,通过设定直轴电流值为零、交轴电流为常数,设计了一种控制定子交直轴电流的新型永磁同步电机变频启动方法。最后,在以STM32F103B为核心的实验平台上,通过对一台IPMSM的转子初始位置检测及启动实验,验证了该方法的有效性。该方法可以提高启动成功率,有效的防止了电机启动反转,降低启动电流,增大启动转矩。对于电机参数的变化也具有很好的鲁棒性。

无刷直流电机无位置传感器控制技术研究

在分析研究无刷直流电机无位置传感器控制方法的基础上，设计了反电势过零检测电路，给出了反电势检测信号与功率开关器件之间的对应关系，并进行了试验。结果表明，反电势检测信号可实现对无刷直流电机的准确控制。

基于MRAS的永磁同步电机无传感器矢量控制研究

提出了一种基于模型参考自适应理论(MRAS)的速度与位置估算方法。以PMSM本身作为参考模型,以含有转速变量的定子电流方程作为可调模型,以Popov超稳定性理论为基础设计自适应律,当可调模型等效于参考模型时,输出的估计转速收敛于真实值,实现了无速度传感器的电机控制。利用MATLAB/Simulink搭建了仿真模型,仿真结果表明基于MRAS的无传感器控制对转速和转子位置角有很好的辨识效果。

车用永磁同步电动机的无位置传感器混合控制研究

研究了一种无位置传感器的混合控制,以实现永磁同步电动机在全速范围内对转子位置与速度的估算。在电机稳定运行的中高速区域,采用简单易用的反电动势法,并做出补偿措施以提高估算精度。而在低速区域,则用高频注入法以弥补反电动势法的不足。为了实现两种方法的平滑切换,设定了一个用于过渡的速度范围区,在此区域内对两种算法进行线性比例均值估算。实验结果表明:采用的混合方法有效地避免了切换过程中引起的较大脉动。

基于改进型MRAS的异步电机无传感器矢量控制策略研究

针对传统异步电机电压模型磁链估计算法存在积分初值与直流漂移问题,采用一阶惯性滤波器代替纯积分器,并将实际磁链经低通滤波,后用以补偿低通滤波器所引入的幅值与相位误差。应用Matlab建立改进型基于模型参考自适应的无速度传感器矢量控制系统模型,且异步电机以三电平简化算法SVPWM逆变器驱动。结果表明,辨识转速和反馈转速在电机启动、升降速、加载过程中有良好的一致性,转速辨识精度较高且具有良好稳态特性和动态响应能力。在给定转速变化和负载扰动情况下,系统具有鲁棒性。