分子泵用无位置传感器无刷直流电机控制器设计

首先介绍了无刷直流电机的基本模型和特性,对无位置传感器控制方式的基本原理进行研究。随后据此设计了一种分子泵用无位置传感器无刷直流电机控制系统,该系统采用反电势过零点检测方法获取转子位置信息,以进行换相逻辑控制,改进了电机的预定位及启动方式,降低了分子泵电机结构设计的复杂度,提高了分子泵的可靠性。接着从硬件设计和软件控制策略部分详细介绍了该控制系统。最后在实验平台上进行验证。使用所设计的控制器对分子泵进行驱动实验,结果表明,分子泵能够稳定启动并进入额定工作状态,分子泵额定转速可达90 000 r/min,且转速波动可稳定在±60 r/min内。

基于MRAS的无刷双馈电机无位置传感器鲁棒控制

为取消级联无刷双馈电机系统中成本高、布线难且脆弱的位置传感器,在模型参考自适应系统(MRAS)方法的基础上,提出了一种改进的基于控制绕组电流的无位置控制方法。通过将参考模型和可调模型转换到同步坐标系下,减少了磁链观测器的使用,并将参考模型和可调模型的误差进行线性化,在简化控制器参数设计的同时提高了动态性能。将其与基于扩张状态观测器的鲁棒预测控制相结合,实现了无位置传感器高性能闭环控制。实验结果表明,与传统的转速观测器和模型参考自适应方法相比,所提方法在不同转速下稳态脉动和电流谐波更小;动态阶跃响应速度略慢但估计的转速位置信息更精确;在参数变化时能快速准确地计算出位置和转速,表现出参数强鲁棒性,具有实用性。

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。

一种无位置传感器无刷直流电机制动换相方法

无刷直流电机在制动时,由于转子转速发生变化,电机反电动势波形将受到影响,在无位置传感器无刷直流电机控制中,常规的反电动势过零延后30°的换相方法无法准确获得换相点,从而影响电机运行性能。该文提出一种基于反电动势斜率的无位置传感器无刷直流电机制动过程换相方法,通过对非导通相的反电动势斜率的分析,构建基于反电动势斜率的位置信号函数,并提出相应的控制策略。该换相方法不依赖于反电动势过零点检测,在电机降速较大的工况下也能准确地找到换相点,控制电机良好制动。实验结果验证论文所提方法的正确性和可行性。

基于RBF神经网络的无刷直流电机无位置传感器控制

通过分析无刷直流电机间接位置检测原理 ,提出了基于径向基函数 (RBF)神经网络的无位置传感器控制方法。该方法建立动态的RBF网络模型 ,采用k 均值聚类法和递推最小二乘法 (RLS)离线训练得到网络初始参数 ,采用基于梯度下降纠正误差法在线训练更新网络参数 ,通过对电机端电压和相电流的映射 ,得到电机换相信号 ,取代了传统的位置传感器。

无位置传感器永磁无刷直流电机的起动控制研究

针对无位置传感器无刷直流电机存在的起动问题,根据无刷直流电机的起动换相时刻与直流母线电压直接相关的特点,提出一种插值起动方法。该方法首先通过改变母线电压值,采集相应的起动换相时刻数据样本。在离线情况下,以母线电压为输入,换相时刻作为输出,拟合出两者之间的3次样条插值函数。开环起动时,该方法能够准确计算出任意母线电压下电机的起动换相时刻;闭环起动时,随着PI调节器控制的母线电压有效值的变化,系统通过插值函数在线修正换相时刻,从而保证电机准确换相。起动完毕后,由软件将系统切换到反电势运行状态。仿真和实验表明,提出的插值起动方法,广泛适用于无位置传感器无刷直流电机的开环、闭环以及相应情况下的带负载起动。

无刷直流电动机的无位置传感器控制

无刷直流电动机的机械位置传感器影响着整个系统的可靠性、成本和体积,甚至在某些场合根本无法安装,因此无刷直流电动机的无机械传感器转子位置检测方法成为近年来学术界的研究热点。分析了目前国内外文献中所介绍的无位置传感器无刷直流电动机控制技术中十种位置检测方法的原理、特点和适用范围,并针对起动方法、控制芯片及其在实际中的应用等相关技术的发展作了现状分析和展望,这些技术的发展可使无刷直流电动机无位置传感器控制系统获得更好的性能。

基于扰动观测器的无刷直流电机无位置传感器控制

讨论了无刷直流电机无位置传感器控制 ,提出一种基于扰动观测器的无位置传感器控制方案。无刷直流电机电势平衡方程的非线性由反电势所引起 ,如果假设反电势为常值扰动 ,就可根据线性理论设计常值扰动观测器对反电势过零点进行观测。观测结果中包含反电势过零点信息和干扰脉冲 ,后者由假设误差引起并且会影响转子位置信号。如果能够消除干扰脉冲的影响 ,就可以将反电势过零点信息分离出来 ,从而实现无位置传感器控制 ,因此本文也介绍了消除干扰脉冲的原理和方法。最后 。

基于绕组电感变化特性的无刷直流电机无位置传感器控制

在具有凸极结构转子的无刷直流电机中,受转子凸极效应的影响,绕组的自感和互感随转子位置呈近似正弦的周期性变化,导致三相端电压在非导通期间的波形随转子位置呈现有规律变化。该文以此出发,分析了非导通相的端点电压在PWM斩波周期内的跳变值随转子位置的变化规律,并阐述了利用此规律进行运行状态下换相位置估计的方法,并与铁心的饱和效应相结合,提出一种新的在静止状态下进行转子位置区间估计的方法。实验结果表明,用所提出的方法能在静止和低速状态下可靠地估算出转子位置,与实际的误差很小,验证了方法的可行性。

一种新颖的无刷直流电机无位置传感器控制系统

为了实现无刷直流电机无位置传感器控制,提出了一种新颖的绕组反电动势检测方法。该方法通过比较电机断开相绕组端电压和逆变器直流环中点电压的关系,直接检测到断开相绕组的反电动势过零点,从而获得转子位置信息。本系统仅检测三相绕组中一相绕组的反电动势,通过软件延时得到六个离散的换相信号,简化了检测电路。文中对电路结构进行了分析,并在由该方法构成的无位置传感器控制系统上进行了实验验证,实验结果表明了本文提出的反电动势检测方法的有效性。

基于改进型滑模观测器的无刷直流电机无位置传感器控制

为实现无刷直流电机(brushless DC motor,BLDCM)无位置传感器控制,该文提出一种改进型的线反电势滑模观测器,为减少系统的抖振,该观测器引入了一种光滑的双曲正切函数,使得控制系统不必外加低通滤波器和相位补偿模块就可以获得平滑的线反电动势估计值,进而避免了反电势估计值的相位滞后。文中将估计得到的线反电势信号对应为3个虚拟霍尔信号,直接获得6个离散的换相信号,从而无需固定相移电路和相移角的计算。仿真和实验表明,该文所提出的方法能够准确估计BLDCM的线反电动势,实现了BLDCM无位置传感器控制。

无刷直流电机无位置传感器转子位置辨识策略

由于电机的设计制造工艺等问题,反电动势波形往往不是理想的120°平顶宽度梯形波。同时,无刷直流电机无位置传感器控制通常采用反电动势法——通过检测不导通相的反电动势过零点,再延迟30°电角度来得到换相时刻。但该方法需要重构有一定误差的电机中性点和导致相反电动势过零点检测延迟的深度滤波电路。通过改进相电动势法原理,定性分析电动势波形和傅里叶级数推导证明,提出适用于任意平顶宽度梯形波的转子位置辨识策略。实验表明该方法可以精确得到转子位置,确定未导通相的换相时刻,有一定理论和工程应用价值。

一种新型的无位置传感器无刷直流电机转子位置检测方法

设计适应油井高温环境的无刷直流电动机驱动系统是一项重要的研究课题。本文介绍了一种新型的无位置传感器无刷直流电机转子位置检测方法。设计了通过定子绕组的三相端电压提取反电势的基波信号的新型电路,研究了一种与电机转速无关的固定相位滞后的开关电容低通滤波器,在电机转速变化的情况下,相位滞后90°电角度不变,得到无需相位补偿的转子位置信号,实现了无位置传感器无刷直流电机驱动系统的全硬件设计并成功地应用于油田测井高温、高速无刷直流电机系统,实验证明该方法是简单可行的。

电动车用无刷直流电机无位置传感器控制研究

通过分析电动车用无刷直流电机换相原理及间接位置检测原理,设计了一种基于反电动势法的无位置传感器电动车控制系统,为消除电机中性点电压和阻容滤波对反电动势检测电路的影响,该系统对传统反电动势法进行了改进,将采样电路的参考点与电池负极断开,并通过软件设计进行了反电动势相移补偿.实验结果表明,改进后的无位置传感器控制系统消除了电机中性点电压对反电动势检测电路的影响,不论电机运行在低速还是高速状态,都可准确地检测反电动势的过0点,在进行了相移补偿之后,可成功实现无位置换相控制,从而提高了电动车控制系统的可靠性和稳定性.

重载条件下无刷直流电机无位置传感器驱动换相续流影响的分析及其补偿

无刷直流电机(brushless DC motor,BLDCM)换相时刻关断相电流的续流造成电机端电压的畸变。当采用无位置传感器反电动势过零检测法时,端电压波形畸变会使位置检测信号相位超前,偏离最佳换相时刻,重载条件下甚至会造成换相失败,制约了反电动势检测法的电机功率应用范围。因此,该文针对电流续流影响端电压的机理加以分析,建立了电流续流产生相位超前的数学模型,并给出了位置检测信号相位超前的补偿算法。仿真和实验结果表明,经过补偿后的位置检测接近最佳换相时刻,重载条件下仍可正常运行。

无位置传感器无刷直流电机闭环起动方法

针对无位置传感器无刷直流电机起动性能易受负载影响的问题,提出了一种基于直接反电动势的闭环起动新方法。起动包括预定位、加速和切换运行3个过程。分析了加速过程中依据非导通相端电压进行换相的原理,提出了换相点端电压阈值的确定方法。加速过程中,在PWM周期中的ON时刻采样非导通相端电压,并与设定的端电压阈值进行比较来确定换相点;切换运行状态下,通过检测非导通相反电动势过零点延时30°电角度来确定换相点。该方法实现了电机起动过程中位置的闭环控制,因此在不同的负载下均能顺利起动,并且检测电路简单、成本低,便于实现。实验结果表明了所提方法的有效性。

无位置传感器无刷直流电机转矩脉动抑制研究

为了减小无位置传感器无刷直流电机的转矩脉动,在分析无刷直流电机换相及间接位置检测原理的基础上,改进了传统反电动势法的检测电路,对反电动势相移进行了补偿,以消除电机中性点电压和阻容滤波对反电动势检测电路的影响。为进一步抑制转矩脉动和改善系统的稳定性,在采用换相电流预测控制策略的基础上,设计了神经网络PID控制器。实验结果表明,设计的转矩脉动综合抑制策略有效地降低了无位置传感器无刷直流电机的转矩脉动,具有较好的鲁棒性,准确地实现了无位置传感器换相控制,提高了系统的可靠性。

无位置传感器无刷直流电机的控制策略

研究了无位置传感器无刷直流电机的控制方法，深入分析了反电势法的原理以及起动等技术要点，在完成实验系统后进行控制实验，并对实验数据和波形进行分析。结果表明，通过调节电机的外施电压可方便平稳地调节电机转速，并且整个控制系统工作正常。

基于线反电动势的无刷直流电机无位置传感器控制

提出了基于线反电动势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。通过分析无刷直流电机线反电动势与换相时刻对应关系,得出线反电动势过零时刻即为换相时刻的结论。然后,检测两路线电压和相电流并计算得到线反电动势,进而重新安排换相条件来给出六个换相时刻。在此基础上通过分析线反电动势的计算值与换相时刻的对应关系,采用相移补偿策略来补偿由于滤波引起的误差。相比于相反电动势法,系统减少了一路信号检测电路,不需要移相。仿真和实验结果显示该策略能够准确地给出换相时刻,避免了传统反电动势法在移相过程中带来的误差。

基于端电压对称的无位置传感器无刷直流电机位置信号相位校正

详细分析了H_PWM-L_PWM调制方式下端电压偏差与位置信号相位误差的关系,得到端电压偏差能够准确反应位置信号相位误差的结论,并在此基础上提出了一种新型的闭环控制方法。该控制方法以端电压偏差为反馈量,通过PI调节器实时调整过零点延时角度,从而达到校正位置信号相位的目的。实验验证了该方法能够实时、有效地校正位置信号相位,改善电机运行性能。