永磁无刷直流电动机基于反电势的无传感器控制技术综述

无刷直流电动机的无位置传感器控制技术是业内近二十年来的一个重要研究方向。已经有多种技术见诸报道。文章对基于反电势的无传感器控制方法作一综合介绍和比较。

无位置传感器永磁无刷直流电动机换相策略研究

研究了无位置传感器永磁无刷直流电动机控制系统的换相策略 ,给出了基于PIC18F452单片机和可编程逻辑器件ATF1504AS的软、硬件新方案 。

永磁无刷直流电动机位置传感器精度对脉动转矩抑制效果的影响研究

采用峰谷互补方法对永磁无刷直流电动机的脉动转矩进行抑制时,2台电机脉动转矩波形的对称性和正弦性与抑制效果密切相关,而位置传感器的精度直接影响电机脉动转矩的波形特性。基于此,首先通过实验测定了2种位置传感器在电机运行时其输出信号的相位差、占空比和响应速度,并进行了分析。然后搭建实验平台测定了电机在2种位置传感器工况下脉动转矩的对称性和正弦性。最后,对比了2种位置传感器运行时电机脉动转矩的抑制效果,结果表明在光栅位置传感器工况运行时电机脉动转矩的抑制效果约提升30%。

基于小波网络的永磁无刷直流电机无位置传感器控制

通过对永磁无刷直流电机的无位置传感器检测原理和小波网络特性的分析,提出了基于小波神经网络的永磁无刷直流电机无位置传感器控制新方法.该方法构建小波网络模型,采用梯度下降法对网络进行训练.网络训练分为离线训练和在线训练,由离线训练初步确定网络隐层节点的小波平移因子、尺度因子及网络输出层权值,以滤波和逻辑处理后的网络输出信号为教师对网络输出层连接权进行在线调整.从而由电机的相电流、端电压映射出电机的换相信号,取代了传统的位置传感器.最后仿真及实验结果表明,该方法能得到准确的永磁无刷直流电机的换相信号.

方波无刷直流电动机无传感器控制与弱磁控制

针对方波无刷直流电动机，讨论根据激磁电势波形确定电机换向时序的“端电压法”无传感器控制方法，并详细阐述其特殊的起动过程和双向运行技术。通常弱磁控制适用于正弦电机；对方波电机，文中提出了一种新型的用变压器电势抵消激磁电势而实现的等效弱磁控制方法，并作了理论分析与实验验证。

无位置传感器永磁无刷直流电动机换相校正技术

以高速永磁无刷直流电动机为对象,针对高速下转子位置检测困难,在反电动势法基础上,探究一种基于坐标变换的无位置传感器控制策略;针对电机的换相误差,在坐标变换法无位置传感器控制驱动策略下探究了基于转子磁链观测的最大转矩/电流比换相校正控制算法(MTPA),该方法能校正电机换相点,使相电流相位与反电动势相位一致,从而改善电机系统的各项性能。最后,通过仿真验证了的高速永磁无刷直流电动机坐标变换法无位置传感器控制策略和磁链法最大转矩/电流比换相校正算法的有效性及优越性。

一种基于虚拟中性点的无位置传感器无刷直流电动机控制方法

提出了基于虚拟中性点的转子位置检测策略,以实现无刷直流电机的无位置传感器控制。通过三个阻值相同的电阻引入三相端电压,将这三个电阻星形连接构造虚拟中性点,分析了无刷直流电机虚拟中性点电压与换相时刻的对应关系,得出虚拟中性点电压通过直流母线中点的时刻即为反电动势过零时刻的结论,并进一步分析了电机运行中,各个状态下,反电动势过零信号的有效性问题。通过实验进一步验证了这一方案,以比较器实现了过零信号的输出。相比于常规的端电压检测方法,系统减少了两路比较检测电路,并且无相移。实验表明,采用这种策略可以准确地确定过零信号的位置,同时避免了传统反电动势法在检测过程中带来的相位误差。

永磁无刷直流电机霍尔传感器故障诊断与容错运行新方法

针对霍尔传感器运行时的故障,提出了永磁无刷直流电机(Brushless DC motor, BLDC)的容错控制运行方式,并验证其可靠性。根据霍尔传感器的故障后时间间隔的异常判断故障类型,在正确判断故障基础上采用霍尔传感器容错运行方式可以使电机保持稳定运行。Matlab/Simulink仿真结果表明,此方法可有效地判断霍尔传感器的故障类型,并可以使电机在霍尔传感器故障的情况下稳定运行。

车用永磁无刷直流电机弱磁控制仿真研究

永磁无刷直流电动机的转矩与转速会对电机的控制精度造成影响,导致电机弱磁控制效果差。为了提升整体控制性能,提出车用永磁无刷直流电机弱磁控制仿真方法。分析车用永磁无刷直流电机弱磁转矩特性,获取电机电磁转矩关系。根据获取结果建立永磁无刷直流电机弱磁控制系统,利用该系统控制电机弱磁的电磁转矩与运行效率,以此实现整体控制。实验结果表明,通过对所提方法开展电机运行效率测试、电机运行稳定性测试,验证了上述方法的有效性。

永磁无刷直流电机无位置传感器控制综述

论述了国内外永磁无刷直流电机无位置传感器控制的研究现状 ,并着重分析了目前讨论和应用较多的几种常规方法的基本原理、实现途径。

永磁无刷直流电机无位置传感器控制方法研究

主要进行永磁无刷直流电机无位置传感器控制的前期理论研究。用Matlab7.1/Simulink建立基于端电压检测的无位置传感器模型仿真。并把其仿真结果和永磁无刷直流电机有位置传感器控制仿真结果进行对比。仿真结果表明:永磁无刷直流电机的无位置传感器矢量控制和带位置传感器控制相比亦具有良好的动态响应特性和速度控制特性。

永磁无刷直流电机霍尔位置传感器的安装

永磁无刷直流电机在各行各业的应用越来越广泛。在永磁无刷直流电机中,霍尔位置传感器经常用来测量电机的转子位置和转速。转子位置传感器的安装精度直接关系到永磁无刷直流电机的运行,因此如何安装传感器是非常重要的。本文结合作者多年从事无刷直流电机开发的经验,提出了简便易行的霍尔位置传感器安装方法。

永磁无刷直流电机中的离散自适应控制技术分析

阐述基于参数估计的离散自适应控制算法的设计。该设计推导BLDCM的离散数学模型,对系统参数进行在线估计,设计离散自适应控制器,通过仿真实验对离散PI控制和离散自适应控制算法进行验证。实验结果表明,在期望转速突变、参数时变情况下,离散自适应控制算法具有较好的鲁棒性,系统超调量、稳态误差和调节时间都有较好改善。

磁悬浮飞轮用无刷直流电动机无位置传感器控制研究

给出了一种有效的磁悬浮飞轮(MSFW)用无刷直流电动机无位置传感器控制方法。将不导通相端电压选出与电压参考信号进行比较得到一个方波信号,此信号发生改变时即是不导通相绕组反电动势过零点,延时30°电角度进行换相。实验结果表明,这种无位置传感器控制方法能够在较大的速度范围内有效地进行换相和控制,能大大提高磁悬浮飞轮运行的可靠性和安全性。

采用三次谐波积分法的AUV无传感器永磁无刷直流电机起动方法

为降低电机制造成本,简化电机结构,实现自主式水下航行器(AUV)的稀土永磁无刷直流电机(BLDCM)无位置传感器控制,该文分析了BLDCM应用于AUV的特点,介绍了三次谐波积分法的工作原理及获取方法。通过测量电机的三相电压来确定逆变器功率管是否导通和导通顺序;通过三次谐波积分信号和直流电压计算转速,确定逆变器初始起动占空比和功率管换相时刻。仿真结果表明,采用该起动方法的三次谐波积分控制可以满足AUV永磁无刷直流电机的无传感器控制。

无位置传感器永磁无刷直流电机位置检测误差因素分析

无位置传感器永磁无刷直流电机的反电动势过零点相电压检测法由于低通滤波器和二极管续流造成非导通相相电压过零点相移与反电动势过零点不一致。经分析、仿真和试验,确定了过零点相移问题的原因。为此,提出了AD采样端电压检测反电势过零点的方法。通过试验证明了该方法的可行性。

双转式永磁无刷直流电动机的建模与仿真

双转式永磁无刷直流电动机(dual-rotor PMBLDCM)在舰船等对转推进系统中有着广泛的应用前景。本文建立双转式永磁无刷直流电动机的仿真模型,详细阐述了仿真模型中主要模块的处理,测试了模型的正确性。针对双转式永磁无刷直流电动机重要组成部分的位置传感器,研究了两种实用的技术方案,并给出仿真模型的具体处理和仿真结果。

基于磁极不对称角度优化的内置式永磁无刷直流电动机齿槽转矩削弱方法

齿槽转矩削弱是永磁电机研究的重点和难点之一。本文基于能量法和傅立叶分解的解析分析法,给出了磁极不对称时内置式永磁无刷直流电动机的齿槽转矩解析表达式,据此研究了磁极不对称对齿槽转矩的影响,在此基础上,提出了使齿槽转矩最小的磁极不对称角度的解析确定方法。由于解析法采用了一些假设,忽略了饱和、漏磁等影响,所得到的磁极不对称角度不是最佳值。为使齿槽转矩最小,将全局优化方法、解析法和有限元相结合,把寻优可行域缩小在解析解附近以减小求解时间,利用全局优化算法和有限元进行优化,以获得磁极不对称角度最优解。本文对每极槽数为整数和分数的两台无刷直流电动机分别进行了解析分析和优化,结果表明,该文的优化方法可显著削弱齿槽转矩。

计及绕组电感的永磁无刷直流电动机电路模型及其分析

从基本的磁链方程入手深入分析两相导通三相六状态星形方波永磁无刷直流电机运行模式,给出了其相电流的解析表达式,建立了计及绕组电感的永磁无刷直流电机稳态电路模型。相电流的理论波形与实测波形非常一致。从理论上解决了方波永磁无刷直流电机中电枢电阻大于绕组直流电阻,转矩系数大于电势系数和机械特性非线性等问题,并揭示了它们之间的数量关系。

微型永磁无刷直流电机的设计与优化

对一款航空用微型永磁无刷直流电机进行了设计,永磁体选用钐钴进行Halbach阵列充磁,并对电机的部分参数进行了优化,与原方案相比,优化了电机的输出转矩。制作了一款实物样机,通过对样机的测试,验证了优化的可行性。