基于高频正交方波注入法的永磁同步电机控制研究

针对传统高频注入法解调过程复杂和观测精度受非理想因素时延影响的不足,提出一种基于高频正交方波注入法的零低速位置估计方法。首先,考虑估计旋转轴系注入的低可靠性,选择将高频信号注入静止轴系,采用简单代数运算提取出高频响应电流,通过解调正向虚拟高频响应电流初步估计转子位置;然后,针对主要非理想因素进行影响分析,在此基础上,通过解调负向虚拟高频响应电流提取出相位滞后角,完成补偿;最后,为避免启动阶段位置收敛错误,通过获取电感变化趋势判断出磁极极性。实验结果表明,所提算法在各类工况均能稳定收敛,且最大平均误差不超过1°,说明了算法的抗扰性以及准确性。

双高频方波注入法双绕组永磁同步电机无位置传感器控制

针对高频方波注入法零低速下永磁同步电机无位置传感器控制存在的高频转矩脉动问题,提出了一种基于双高频方波注入法的双绕组永磁同步电机无位置传感器控制策略。建立永磁同步电机高频数学模型,分析得到转矩脉动与注入信号的解析关系。对于同相位表贴式双绕组永磁同步电机,当第一套绕组注入高频方波时,依据2套绕组的位置关系,推导了第二套绕组应当注入方波信号的形式,使同一时刻产生的高频转矩脉动代数和为零,以消除高频转矩脉动。提取2套绕组高频信号中包含的转子位置估计误差,比较得到同一时刻误差最小值,并使用龙贝格观测器追踪转子位置角,提高了位置角估计精度。实验结果表明,该方法能够完全消除高频转矩脉动,位置角估计误差减小了60%。

船舶双三相永磁同步电机高频注入算法研究

传统高频信号注入法只适用于具有凸极特性的永磁同步电机,并且在位置估计和电流反馈环节引入多个滤波器,造成位置估计和电流响应延迟,降低了系统的动态性能。针对凸极特性不明显的表贴式双三相永磁同步电机,在低速阶段提出一种基于高频方波电压注入法的无位置传感器控制策略,将高频注入周期和磁场定向控制周期分离,高频注入周期内直接在两相静止轴系采样高频响应电流进行转子位置估计,且位置估计和电流反馈环节均未使用滤波器。通过理论分析和仿真验证了该控制策略的有效性。

基于SOGI高频方波电压注入的永磁直线同步电机无感控制

针对永磁直线同步电机的无感控制技术,为了解决传统高频方波注入法无法准确定位转子位置和转速的问题,提出了基于SOGI高频方波电压注入的无感方法。与传统的高频方波电压注入法不同,为了得到更好的高频电流信号,采用二阶广义积分器提取响应高频电流信号,采用正交锁相环解决反正切函数没有反馈直接放大噪声的影响。为证明无感控制技术的有效性,用Simulink进行了仿真验证。结果表明,基于SOGI高频方波电压注入的无感方法大大降低了误差,缩短了调节时间,提升了响应时间。

基于高频方波电压注入法和改进龙伯格观测器的永磁同步电机转速估计的研究

针对传统矢量控制方法难以获得精确的转子位置和转速的问题,提出一种基于高频方波注入法和改进龙伯格观测器的永磁同步电机的转速研究方法。因高阶系统稳定性较差,微机控制难度较高,并且由于高阶的传递函数中参数对电机参数和控制器参数的依赖性较大,因此很难对于永磁同步电机具有通用的控制性能。为解决上述问题,将龙伯格观测器中的电磁转矩前馈项替换为一个由速度指令组成的二阶系统,并用最小二乘法得到该二阶系统。仿真结果表明,改进方案在负载扰动下具有更好的跟踪精度和鲁棒性。

基于高频正交方波电压注入的永磁同步电机初始位置辨识

传统高频方波电压注入法辨识内置式永磁同步电机的转子初始位置时,存在多个零点,闭环调节收敛时间长,无法准确辨识磁极极性等问题,导致电机起动失败甚至反转。为此,提出一种基于高频正交方波电压注入的转子初始位置辨识方法。该方法将正交方波信号注入静止坐标轴,利用其高频响应电流辨识转子磁极位置后,再通过在直轴注入低频正弦电流信号辨识磁极极性。该方法的磁极位置信号不需要通过闭环调节获得,可直接通过求反正切获取,响应快,工程实现容易。最后在 1.5kW IPMSM 驱动系统上进行实验,实验结果表明本文所提出方法准确且有效。

一种测量谐振系统对地电容的新方法

介绍了一种测量谐振系统对地电容的新方法,首先向谐振系统中性点注入一定宽度、一定幅值的方波脉冲信号,再测量系统某一电气量(如中性点电压)的振荡频率,求得系统对地电容.本文通过理论分析得出了对地电容的算法,并对方波宽度和幅值做了约束.最后通过计算机仿真分析了阻尼电阻和中性点偏移电压对测量振荡频率的影响,提出了消除影响的措施.

一种可抑制逆变器非线性影响的永磁同步电机无位置传感器控制策略

内置式永磁同步电机无位置传感器低速控制主要采用高频正弦信号注入方法,但估计转子位置需应用滤波器提取高频信号,滤波器使用会延迟信号、降低电流环带宽,严重影响动态控制性能。一种改进的高频方波注入法被提出以克服上述问题,该方法将高频信号注入与矢量控制分周期进行,无需低通和带通滤波器。但是该方法在估计转子位置时受逆变器非线性影响较大,容易出现较大的估计误差。针对上述问题,该文提出一种注入幅值自适应的可抑制逆变器非线性的新型高频方波注入法。该方法通过变化的注入电压幅值抑制逆变器非线性造成的高频电压矢量信号畸变,提高转子位置角度估计精度。仿真及对比实验结果证明,该方法可将位置估计误差从原有的平均误差±11°降低到了平均误差±3°,具有良好的稳定性和鲁棒性。

永磁同步电机无位置传感器全速域控制

为了实现永磁同步电机全速域无位置传感器控制,本文提出一种IPMSM在宽调速范围内准确获取转子速度与位置信息的混合观测器,在中高速域,采用省略低通滤波器的扩展滑模观测器估计电机转子速度与位置。在零低速域,采用注入电压信号频率为开关频率的高频方波注入法。为实现中高速与零低速的平滑切换,本文采用加权算法控制策略。仿真结果证明了本文提出的永磁同步电机全速域无位置传感器控制策略的的可靠性和有效性。