高频信号注入无速度传感器永磁同步电机控制系统

介绍了一种基于脉振高频电压信号注入的永磁同步电机转子位置和速度估算方法,并以此为基础实现了永磁同步电机的无速度传感器矢量控制系统。无论是内埋式还是表面贴式永磁同步电机,其交直轴高频阻抗都可以表现出凸极效应,当脉振高频电压信号注入到定子线圈中时,相应的高频电流信号将包含有转子的位置信息,用一种合适的算法可以提取这一信息。在高速和低速(包括零速)运行时,这种方法都可以精确地估算出转子的位置。最后,以内埋式永磁同步电机为例,给出了这种方法的仿真结果,验证了这种方法的有效性。

基于信号注入的极低速PMSM无速度传感器控制

介绍了一种极低速段永磁同步电机无速度传感器矢量控制方法。该方法基于低频信号注入,通过注入低频定子电流信号,利用产生的电压响应估计电机转速,不依赖于永磁同步电机的非理想特性,仅利用基波模型就可实现转速估计。因此,该方法不仅适用于内埋式永磁同步电机,还适用于表面式永磁同步电机。通过理论分析及大量的仿真实验证明,提出的低频信号注入方法可以很好地实现表面式永磁同步电机在极低速甚至零速区的无速度传感器矢量控制。

低频信号注入法的永磁同步电机无速度传感器控制

针对永磁同步电机(PMSM)无速度传感器矢量控制方法中低速时反电动势过小,无法获得准确的估计转速的问题,采用在d轴注入低频定子电流的方法来估计电机转速。仿真结果证明了该无速度传感器估算方法在永磁同步电机低速运行中的正确性和有效性,并且具有控制结构简单且对参数误差不敏感的特点。

基于高频信号注入法辨识转速在异步电动机无速度传感器控制系统中的应用

对零低速区域速度的有效辨识是异步电动机无速度传感器控制的一个重要课题。高频信号注入法的提出为实现异步电机在零低速区域的无速度传感器控制提供了很好的解决思路,通过高频信号的注入在异步电动机内产生高频现象,针对不同的现象配合滤波器的设计可达到转速辨识的目的。文中介绍了应用高频信号注入辨识转速的主要方法,以便进一步研究利用,更好地实现无速度传感器技术在电机牵引控制领域的应用。

无速度传感器控制系统的载波信号注入分析

在开关频率一定条件下,对永磁同步电机无速度传感器控制系统的载波信号注入进行了研究,并用实验进行了验证研究结论的正确性。为了更好地跟踪转子位置,经过理论的与实验结合的论证,得出载波信号的电流幅值在最佳注入频率时为最大,载波信号的信噪比也为最大,进一步保证了控制系统的稳定。并深入研究了影响最佳注入频率的主要因素,即定子电阻与增量电感。此外,用实验验证了随注入频率逐渐降低时载波信号电流的动态响应。该研究和分析能够在有限逆变器开关频率的条件下,为选择合适的注入信号频率、幅值提供参考。

基于信号注入的无速度传感器控制——对Holtz《Sensorless Control of Induction Machines—With or Without Signal Injection?》一文第6章的讨论

交流电机的无速度传感器控制方法可分为基于电机基波模型的方法和基于谐波信号注入的方法。近年,对后者的研究是该领域的一个热点。德国教授Holtz在《Sensorless Control of Induction Machines--With or Without Signal Injection?》一文中对其进行了较为全面的综述。应编辑要求,本文对该内容作一讨论。

图像传感器中的曝光控制专利技术分析

在图像传感器技术中,曝光控制是一项至关重要的技术,它直接关系到图像亮度、清晰度、对比度等关键指标。曝光控制方法通过精确调整曝光时间、增益等参数,确保图像传感器在不同光照条件下都能捕获到高质量的图像。近年来,随着图像传感器技术的快速发展,曝光控制方法也得到了不断地创新和优化。1图像传感器中的曝光控制技术1.1技术分解及定义在图像传感器中,影响曝光的主要三个因素:光圈,快门,曝光时间。其中,光圈的大小决定了光线进入的通路的大小,快门速度和光圈大小是互补的,增益是经过双采样之后的模拟信号的放大增益。

基于静止轴系脉冲信号注入的永磁同步电机无传感器控制策略

高频信号注入法是永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)无传感器控制系统零低速运行的主流解决方案;然而,额外信号注入所导致的附加高频噪声限制该方法的进一步应用。针对这一问题,该文研究一种基于脉冲电压注入的永磁同步电机无传感器控制策略以降低高频附加噪声影响。从驱动系统整体控制性能出发,设计注入脉冲信号形式,并提出一种采用二次电流差分的位置信号解调方法。为解决位置正交信号更新频率低导致的观测位置精度低、纹波明显的问题,提出一种基于二次插值法滤波的位置观测精度提升策略,实现无滤波器高频纹波的有效抑制,并在2.2kW永磁同步电机实验平台上验证所设计方案的有效性。

基于高频信号注入法的永磁同步电机无传感器控制

提出了一种基于高频信号注入的永磁同步电机无传感器控制方法.讨论了利用旋转矢量载波高频信号注入、外差法及跟踪观测器检测转子位置的原理.同时给出了内埋式永磁同步电机的实验系统及实验结果.

基于低频信号注入法的PMSM低速无传感器控制

在永磁同步电机(PMSM)无速度传感器控制方法中通常利用反电动势来估计电机转速,而反电动势在电机低速时会过小,从而导致低速运行时无法实现PMSM的无速度传感器运行,在此采用低频信号注入法实现PMSM低速下的无速度传感器控制运行,通过注入低频电流信号并检测其引起的响应来获取转速信息,实现低速下的转速估计。实验结果证明了该方法正确有效,同时还具有适用性广,对电机参数不敏感的优点。

自抗扰控制和高频信号注入的内嵌式永磁同步电机无位置传感器控制

针对内嵌式永磁同步电机无位置传感器控制系统,基于自抗扰控制技术和高频信号注入技术,提出了以转子位置角为扩张状态观测器(extended state observer,ESO)主体变量的自抗扰控制系统.该方法避免了传统算法中以电流为ESO主体变量时依靠角速度估计值积分来获得转子位置角估计值所带来的误差积累问题.该方法在电机起动、负载突变等电流波形正弦度较差的情况下,仍能保证转子位置角的估计值具有较高的精度.仿真结果验证了所提出方法的正确性和优越性.

基于脉振高频信号注入法的PMSM无传感器控制

为了克服机械式传感器给永磁同步电机调速系统带来的缺陷,深入研究了永磁同步电机脉振高频电压信号注入法的原理,采用PI控制算法对转子位置进行无偏估计,实现了永磁同步电机无传感器的矢量控制。在以TMS320LF2407A为控制核心的实验平台上进行了验证,结果表明脉振高频电压信号注入法切实可行,能够实现电机的正反转、加载等实验,具有良好的调速性能指标。

无轴承同步磁阻电机高频信号注入法无位移传感器控制

为降低无轴承同步磁阻电机系统总成本,缩短电机轴向长度,需去除电机的转子位移传感器。本文提出了一种基于高频信号注入法的电机转子位移估算方法,通过在电机转矩绕组注入脉动高频电压信号,从悬浮绕组提取高频感应电流来估计转子位移,从而设计转子位移估算器,建立了电机的无位移传感器控制系统。仿真结果表明高频信号注入法能有效估计转子位移,可实现转矩扰动时全速范围内电机的稳定悬浮运行。

J.霍尔茨在IEEE-IE Vol.53 no.1,Feb.’06上的综述《感应电机的无传感器控制——带信号注入还是不带信号注入?》一文的摘要和目录

在电动机轴上不带机械速度传感器的可控感应电动机传动具有低成本和高可靠性的吸引力,为了取代传感器,转子的速度信息是从电动机端测得的定子电流和电压中提取的。在矢量控制传动中还需要估计定子或转子磁通基波的大小及其空间方向,为了这一目的,可采用开环的估计器或闭环的观测器,它们在准确度、鲁棒性和针对模型参数变化的敏感性等方面是不同的。注入信号以利用电机的各向异性性质可以获得零速附近的动态性能和稳态速度准确度。在本文综述中,应用复数空间矢量的信号流图来透彻的描绘感应电动机无传感器控制中所用的系统。

加速度传感器信号增益的软件实时控制

针对压电加速度传感器信号调理电路中标定过程繁琐、标定效率低下、系统在运行过程中输出信号增益不能改变的问题,提出了在前级电荷放大器之后添加一级可变增益运算放大器来实现输出信号增益的实时控制。利用微处理器上集成的模拟数字转换模块(A/D)检测压电加速度传感器输出信号的幅值,同时采用其集成的电流模式数/模转模块(IDAC)对变增益运算放大器进行控制,控制传感器输出信号幅值在预期范围。通过此电路在传感器电路标定和弹丸完整弹道过载信号的采集两方面应用试验,表明该方法能够方便、准确实时调整压电加速度传感器输出信号的增益,符合使用要求。

优化脉振高频信号注入的PMSM无位置传感器控制方法

针对基于脉振高频信号注入法的永磁同步电动机(PMSM)无位置传感器控制策略中,使用带通滤波器(band pass filter, BPF)会增加系统相位延迟,造成观测性能不佳的问题,提出一种采用双二阶广义积分器(second order-second order generalized integrator, SO-SOGI)的优化脉振高频信号注入法无位置传感器控制策略。首先,设计了采用SO-SOGI观测PMSM转子位置和转速信息的方法。其次,分析了所采用的SO-SOGI在中心频率处的幅频特性,验证了SO-SOGI具有较好的基波提取能力和内环负反馈调节机制,可以输出特定的频率信号而不存在相位延迟。最后,MATLAB/Simulink的仿真验证结果表明:在静态运行时转子位置估计的精度提高约0.7 rad,证明了该方法拥有良好的位置估算精度,提高了系统的可靠性;在动态运行时转速估计误差减小了62.5%左右,该方法能有效适应低速下转速变化,提高了系统的抗扰动性。

基于高频信号注入SPMSM无位置传感器控制系统

针对面贴式永磁同步电机(SPMSM),在高频信号注入无位置传感器运行控制中的系统不稳定因素及位置估计误差,研究一种改进的调制方法及位置补偿控制方法。在分析高频信号注入法的基础上,深入分析了信号调制中滤波器的相位偏移对系统稳定性的影响,以及电机高频模型不精确导致的位置估计误差。通过在Matlab/Simulink中搭建模型系统仿真和在dSPACE系统仿真平台实验的方法对控制系统进行设计验证。仿真及实验结果表明了带有改进的调制方法及位置补偿方法的控制系统具有良好稳定性及位置误差补偿效果。

基于高频信号注入双馈电机无传感器控制技术

针对控制系统中机械传感器存在的安装困难、易发生故障等一系列的问题,提出基于高频信号注入的无传感器检测法。分析了双馈电机使用高频注入法检测转子转速及位置的原理,即通过在双馈电机的转子侧注入高频信号,并提取在定子侧感应出的高频信号,经过锁相环检测算法,计算得出转子的位置及转速信号。建立了基于高频注入的双馈电机矢量控制模型,通过仿真和样机实验验证了双馈电机高频信号注入无传感器控制技术的可行性,为双馈电机的无传感器控制技术的实际应用奠定了良好的理论基础。

主励磁机高频信号注入的无刷励磁同步电机低速阶段无位置传感器起动控制

无刷励磁同步电机用作航空起动发电机,通常需安装位置传感器。为解决位置传感器带来的系统复杂化和可靠性降低的问题,低速阶段可采用主发电机高频信号注入估计转子位置,但引入的电流谐波会对起动输出力矩造成较大影响。为此该文提出一种适用于低速阶段的基于主励磁机高频信号注入的无刷励磁同步电机无位置传感器起动控制方法,利用主励磁机间接向主发电机励磁绕组注入高频信号,提取主发电机电枢绕组中的高频响应信号,经过计算处理获得转子位置信息。当电机静止时,主发电机励磁磁场的建立过程会在电枢绕组中感应产生的电流,根据电流极性判断转子初始位置所在扇区,并校正转子初始位置估计值。最后实验证明所提的无位置传感器起动控制方法具有较好的位置检测精度,能够实现无刷励磁同步电机在低速阶段的起动控制。

带误差补偿的高频信号注入永磁同步电机无传感器控制策略

永磁同步电机的无传感器控制在低速区域或零速常采用高频信号注入法。旋转高频信号注入法辨识转子位置,其准确度易受到控制器采样和计算延时、逆变器输出或波形畸变引起的延时,以及信号解调过程中滤波器环节产生的延时等因素的影响。该文在理论推导和详细分析转子位置偏差原理的基础上,提出可把延时产生的相位偏差归结为两种类型分别加以分析和补偿。在此基础上提出一种转子位置误差补偿高频信号注入控制策略。该策略能有效减小信号延时造成的相位偏离,提高转子位置的估计准确度。由于引起转子位置偏离值的各种延时可能随时间和实际参数是不断变化的,而所提出的策略具有在线计算实时补偿的特点,因而能较好地提高转子位置在线检测精度。实验验证了理论分析的正确性和策略的有效性。