基于定子电流矢量定向的异步电机转子磁链估计器及其应用研究

异步电机矢量控制的关键问题在于精确地估计转子磁链。然而,传统的磁链估计器的精度会因定子或转子电阻的摄动而降低。文中提出了一种基于定子电流矢量定向的转子磁链估计器。该新型估计器不包含定转子电阻,可以避免电阻参数摄动对估计精度的影响。开环和闭环的仿真结果表明,该估计器具有相当高的精度,并且在定转子电阻大幅度摄动时,估计结果几乎不受影响,显示出比传统的磁链估计器更强的抗扰动能力。

直接转矩控制中一种磁链估计新方法

将直接转矩控制 (DTC)与定子磁链定向矢量控制(SFOVC)相结合 ,利用DTC中电压矢量的空间位置角 ,推导出SFOVC中的磁链定向角 ,然后根据旋转坐标系中的d轴和q轴电流分量 ,建立定子磁链估计的数学模型。这样可使DTC中磁链的估计更简便易行也更精确。给出了一个 7.5kW交流电机DTC的实验结果 。

改进U-I法异步电机转子磁链估计器

在磁场定向控制的异步电机驱动系统中,精确的磁链估计是提高系统性能的关键。然而,参数摄动和量测噪声会导致估计器性能的下降。为了减小估计误差,必须抑制这些不确定因素对估计器的影响。在基于跟踪-微分器的电流定向的坐标系中,提出了定子电阻辨识和稳态磁链估计的新方法,该方法本身完全独立于电阻和转速。利用其结果,提出了改进U—I法磁链估计器。该估计器在适应定子电阻和抑止噪声积累方面优于U—I法。仿真表明该估计器具有很高的精度和良好的抗扰性。

一种改进的电压型转子磁链估计模型

为了实现高性能异步电动机矢量控制 ,必需解决转子磁链的准确估计。本文介绍一种改进电压型转子磁链估计模型 ,它是针对传统的电压型磁链估计模型在低速时磁链估计不准确而提出的。文中详细介绍了这种改进的磁链估计模型的原理与框图。通过仿真结果与控制系统实验结果表明 ,这种改进电压型转子磁链估计模型能够准确辨识转子磁链 。

背靠背变换器的虚拟磁链估计预测控制研究

针对背靠背电压源型功率变换器的控制器优化设计问题,设计了一种含初始偏置补偿的新型虚拟磁链估计方案,并与预测控制结合构建了背靠背变换器的新型控制器。新型磁链估计方案仅有1个采样周期的延迟,在磁链估计的初始阶段具有更高精度,因此优于传统磁链估计方法。同时在直流链路控制和空间矢量调制的基础上,设计了变换器网侧和负载侧的固定开关频率预测控制器。最后,基于现场可编程门阵列完成了算法实现,并在变换器测试平台上进行了试验,试验结果验证了新型控制方案的效果。

基于鲁棒自适应状态观测器的异步电机磁链估计抗扰性研究

针对传统全阶磁链观测器随内、外扰动导致磁链估测精度不高甚至系统不稳定的问题,对观测器极点分布情况和内、外扰动对系统的影响进行研究分析,从而对反馈矩阵增益系数的取值进行设计,提出了一种鲁棒自适应状态观测器对磁链进行估计。当遇到内、外扰动时,在保持系统稳定的情况下自动减小反馈增益系数以减小扰动对系统的影响,从而保持系统良好的动静态性能。在内、外扰动下,将鲁棒自适应状态观测器与传统的全阶磁链观测器的磁链估计精度、转速波动以及转矩波动进行比较分析。仿真和试验结果表明:鲁棒自适应状态观测器具有比传统全阶磁链观测器更好的抗干扰性能。

跟踪—微分器在感应电动机定子磁链估计中的应用

针对传统微分器的噪声放大问题及低通滤波器代替纯积分器带来的固有误差问题,对跟踪-微分器在感应电动机定子磁链估计中的应用进行研究。首先,引入跟踪-微分器对检测的定子电流进行了预处理来抑制噪声,再利用跟踪—微分器提取定子电流角频率信息。在此基础上,进一步提出一种利用定子电流角频率信息进行增益及相位补偿的可编程级联低通滤波器代替纯积分器的定子磁链估计方案。仿真与试验结果验证了改进方案的实用性和优越性。

直接转矩控制中一种磁链估计新方法

本文作者把直接转矩控制(DTC)与定子磁链定向矢量控制(SFOVC)相结合,利用DTC中电压矢量的空间位置角推导出SFOVC中的磁链定向角,然后根据旋转坐标系中的d轴和q轴电流分量建立定子磁链估计的数学模型。这样可使DTC中磁链的估计更简便易行也更精确。文章给出了一个7 5KW交流电机DTC的实验结果,它证明理论分析是正确和实用的。

基于改进磁链估计法的PMSM无位置传感器控制

目前,永磁同步电机的中高速区无位置传感器辨识算法中,磁链估计法的应用最为广泛、技术最为成熟,在中高速时对转子位置和转速的估计准确度最高。但传统的磁链估计法普遍存在直流偏置问题和准确估算转子位置问题,为了提高辨识精度,论文提出一种基于二阶高通滤波器的磁链估计法优化策略,二阶高通滤波器由两个相同的一阶高通滤波器串联而成,对于定子磁链的滤波效果更好。最后,通过仿真验证该方法的有效性。

基于人工神经网络的电压电流互补模型转子磁链估计

为了准确对感应电机磁链进行实时估计,提出了一种基于人工神经网络(ANN)电压电流互补模型的估计方案。该方案利用基于ANN的电压与电流模型之间的磁链估计差值在线对电机参数进行更新,以减小因电机参数变化所引起的模型偏差,并最终通过电机频率范围决策转子磁链。实验结果表明,该方案对磁链估计有效,实时控制效果好。

基于加权模型的异步电动机直接转矩控制定子磁链估计

提出了异步电动机直接转矩控制系统中定子磁链估计的加权模型,实现了电机全速运行范围内定子磁链估计的u-i模型和i-n模型之间的平滑切换,并用MATLAB/Simulink对该模型进行了仿真,仿真结果表明,加权模型可以在异步电动机全速运行范围内准确地估计定子磁链,为实现异步电动机的直接转矩控制奠定了基础.

交交变频电励磁同步电机矢量控制系统磁链估计器

交交变频电励磁同步电机矢量控制系统在大功率及特大功率低频场合有着广泛的应用,磁链估计是实现电励磁同步电机矢量控制的基础。提出了一种新型磁链估计器,估计器由电流模型磁链估计器和新型的基于比例谐振控制的电压模型磁链估计器相结合而成。采用分段线性方法对交交变频的电流断续进行补偿,采用高频采样和变周期滤波方法提取基波信号。仿真分析了估计器在稳态、动态以及全速范围的工作情况。960V/1.6MW机组实验结果表明,提出的磁链估计器在交交变频电励磁同步电机矢量控制的全速范围内均能保证系统的调速性能。

直接转矩控制方案中的磁链估计

将现代控制理论运用于交流永磁同步电机的直接转矩伺服系统中,以提高系统在低速时的性能.通过分析指出了定子电压积分法估计磁链时存在的不足,提出了采用定子自适应全维观测器来估计磁链,经仿真比较表明该算法具有较好性能,从而证明了该方法的可行性。

基于磁链估计的永磁同步电动机磁场定向控制系统

在永磁同步电动机矢量控制基本原理基础上,提出了一种新型芯片XC878实现永磁电动机矢量控制系统的设计方案,在Dave平台下设计软件程序实现系统的控制。进行了系统的测试,给出了测试结果,结果表明空间电压矢量脉宽调制控制系统的软硬件设计的合理性与正确性以及永磁同步电动机闭环矢量控制系统的可靠性。该闭环控制系统具有起动快、响应快和控制精度高等特点。该系统为基于单片机永磁同步电动机矢量控制系统的研究和开发提供可行性方案。

基于磁链估计的PMSM无传感器矢量控制

针对永磁同步电机的无传感器矢量控制,利用对磁链的估计,提出了一种转子位置、速度的估计方法.该方法通过测量的相电流和端电压估计电机的定子磁链,再利用定子磁链对估计位置进行校正.针对二阶多项式曲线拟合位置估计方法所存在的问题,又提出了引入锁相环结构来减小稳态估计误差.理论分析和仿真结果表明,所提出的永磁同步电机无速度传感器控制方法在低速和高速时都能精确辨识出转子的位置和速度,系统具有较好的鲁棒性和良好的动静态运行性能.

异步电机转子磁链估计器的比较研究

随着异步电机传动系统的应用日益广泛,抑制扰动、提高磁链估计精度是一个极具实际意义的问题。本文详细分析和介绍了目前常用的一种异步电动机转子磁链间接检测的方法及原理,即基于电压模型法的转子磁链估计器。最后针对电压模型中的纯积分环节存在直流偏置和初始相位问题,本文对一种改进的电压模型进行了研究,运用MATLAB/SIMULINK仿真分析,验证了该改进电压模型的有效性。

基于二阶滑模和MRAS的PMSM速度与磁链估计

针对永磁同步电机无传感器控制系统,提出了一种基于二阶滑模和模型参考自适应的速度估计算法。估计算法直接在旋转坐标下估计电机的感应电动势,用模型参考自适应辨识永磁体磁链,两种方法相结合,实现电机速度的估计。该算法能有效抑制滑模固有的抖振,还能减少永磁体磁链对速度估计的影响,增强系统的鲁棒性。仿真结果验证了该算法的有效性。

基于定子电阻辨识的永磁同步电机磁链估计

传统的电压模型进行磁链估计时,由于积分部分的存在,使得较小的直流偏置就能引起积分饱和。在低频情况下,定子电压很小,此时定子电阻的参数变化对磁链估计的影响很大。本文提出了一种对定子电阻进行在线辨识的方法。建立了基于低、高通滤波器级联的综合型磁链估计器,消除了直流偏置的存在和定子电阻参数变化带来的影响,同时进一步提高了磁链估计的准确性和快速性。仿真结果显示,综合型磁链估计器计算出的转矩能够更快更准确地估计出实际转矩。

基于逆变器开关占空比的定子磁链估计方法

提出了一种基于逆变器开关占空比的定子磁链估计方法。在SPWM逆变器供电的电机数字控制系统中,当载波频率远远大于调制波频率时,电机定子绕组的相电压可根据逆变器的开关占空比和直流母线电压计算获得,然后通过电压模型法估计得到定子磁链。直流母线电压可以利用逆变器保护电路中已有的直流母线电压传感器得到;而开关占空比在基于DSP实现的电机数字控制系统中可以通过简单的计算获得。新的磁链估计方法可以省去检测定子电压所需的电压传感器,从而有效地降低了电机控制系统的成本,提高了实用性。文中最后在一台120W的异步电机上做了实验。实验结果验证了本文提出方法的有效性。

基于磁链估计的PMSM无传感器矢量控制

针对永磁同步电机的无传感器矢量控制,利用对磁链的估计,提出了一种转子位置、速度的估计方法。该方法通过测量的相电流和端电压估计电机的定子磁链,再利用定子磁链对估计位置进行校正。针对二阶多项式曲线拟合的位置估计方法所存在的问题,又提出引人锁相环结构来减小稳态估计误差。理论分析和仿真结果表明,所提出的永磁同步电机无速度传感器控制方法在低速和高速时都能精确辨识出转子的位置和速度,系统具有较好的鲁棒性和良好的动静态运行性能。