无刷直流电机反电动势估计方法

永磁无刷直流电机具有高功率密度、高转矩/电流比和控制简单等优势,在工业上得到了广泛应用。然而,无刷直流电机传统用的反电动势检测方法估计电机位置,其硬件电路比较复杂,实时性比较差,限制了无刷直流电机的应用。本文提出了一种基于扩展卡尔曼滤波方法的无刷直流电机反电动势检测改良方法,通过在无刷直流电机数学模型基础上的推导,将定子电流和反电动势电压作为状态变量,建立了扩展卡尔曼滤波器的模型。该方法不需要任何额外检测电路,具有实现稳态和瞬态准确换向,能对电机转速进行精确控制。实验结果表明该方法有效、可行。

基于离散反电动势估计的永磁同步电机无速度传感器控制

针对高速永磁同步电机(PMSM)的无速度传感器控制问题,提出了一种基于离散反电动势估计的PMSM无速度传感器控制策略。实施离散反电动势估计的设计有三点:首先,设计了离散dq电流观测器以消除反电动势估计中的电感交叉耦合效应;然后,设计了延迟补偿模型以补偿数模转换引起的电压误差,同时设计了较为精确的离散模型,以克服由数字实现导致的估计反电动势和实际反电动势之间的偏差;最后,开展了高速PMSM驱动试验,试验结果验证了所提出的高速PMSM无速度传感器控制方案的性能。

无刷直流电机在转子偏心故障时的容错控制研究

在一些工业场合,无刷直流电机需要在转子偏心故障的情形下保持运行状态,而传统的控制策略无法有效地实现容错运行。针对这个问题,提出了一种无刷直流电机在转子偏心时的故障容错控制策略。分析了在传统无刷直流电机控制方法中,每相定子电流参考在波形上是一致的,仅存在一定的相位延迟,而没有考虑电机偏心后导致的反电动势和相电感变化,因此电机偏心将导致未知的转矩脉动。新型控制策略在传统控制策略的基础上采用了在线估计方法,获取了相电感和反电动势的值,从而控制器设置定子电流参考时包含了对偏心故障的考虑和相关运算,从而使电机能够降低转矩脉动,具备一定的故障容错运行能力。最后通过对比试验的方法对新型控制策略进行了试验验证。