惰行状态下的地铁PMSM转子初始位置辨识策略

永磁同步电机(PMSM)因其具有高效率、高功率密度等特点,成为新一代轨道交通牵引系统的发展方向,其中,惰行状态下的电机转子初始位置和频率辨识方法研究是PMSM无位置传感器控制技术的重要组成部分。因此,首先研究了零电压矢量单脉冲法和双脉冲法,当PMSM处于惰行状态时,通过将三相逆变器所有下桥臂短路1个或2个脉冲,根据短路响应电流获取转子初始位置和频率。在此基础上,提出一种零电压矢量脉冲法短路时间的选取方法和零电压矢量复合脉冲法,确保处于不同惰行频率下的PMSM均可以稳定地重新启动。通过Matlab/Simulink仿真及在中车大连电力牵引研发中心有限公司试验中心进行试验,结果表明:处于不同频率下的PMSM,均可以稳定地重新启动,启动时的频率辨识误差小于0.6 Hz,转子位置辨识误差小于5°。

基于旋转高频电压注入的永磁同步电机转子初始位置辨识方法

内置式永磁同步电机(IPMSM)广泛采用旋转高频注入法辨识转子初始位置,但其辨识精度受到数字控制采样和计算延时、PWM输出延时以及信号解调过程中滤波器环节产生的相位延时等因素的影响。该文在对各因素产生的影响进行分析的基础上提出一种统一补偿算法。该补偿算法利用相关影响因素对正序电流和负序电流产生相位影响所具有的相关性,通过提取正序电流信号中的相位偏差,对负序电流信号的相位进行统一补偿,以提高位置观测精度。为区分转子磁极极性,提出基于电流闭环控制的饱和电感量极性判断方法。该方法在极性辨识过程中,为使电机处于静止状态,将交轴(q轴)电流控制为0,通过施加不同的直轴(d轴)电流,比较计算得到对应的电感值,并据此达到极性判断的目的。实验结果验证了误差补偿和极性判断算法的有效性。

永磁同步电机转子初始位置辨识研究综述

当永磁同步电机起动时的初始位置不够准确时,会导致电机起动转矩不足甚至出现反转现象。对永磁同步电机转子初始位置辨识方法进行了综述,对不同方法进行了深入阐述和对比分析,对永磁同步电机转子初始位置辨识技术的发展进行了展望。

基于高频脉振信号注入的永磁同步电机转子初始位置辨识

基于高频脉振信号注入的转子初始位置辨识会存在收敛不成功的现象,这直接影响了电机的启动转矩。针对这一现象,本文首先建立了表贴式永磁同步电机在高频信号注入时的数学模型,并对初始位置辨识策略的收敛特性进行了分析,得出位置辨识收敛成功的限制条件,进而提出改进的初始位置辨识算法。仿真分析验证了该文理论分析的正确性和所提方法的有效性。

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。

标准地铁牵引PMSM初始位置辨识算法研究与应用

适用于系列化中国标准地铁列车的永磁牵引系统是新一代轨道交通牵引系统的发展方向。永磁同步电机(PMSM)转子初始位置决定了起动转矩的大小、磁极极性决定了起动转矩的方向。因此转子初始位置辨识的准确性关系到电机能否稳定起动并顺利加速。在分析PMSM数学模型的基础上,采用高频方波电压注入算法获得转子的初次估计位置。然后分别在估计的d轴中注入正、反向电压窄脉冲,通过比较d轴正、反向响应电流幅值大小来判断此时定位的磁极为N极还是S极。如果定位的磁极是S极,则需要对初次估计位置进行补偿,使其定位在N极。Simulink仿真及试验结果表明:电机实际初始位置不同时,该算法均能辨识出正确的转子位置,最大辨识误差为0.0524 rad,平均误差为0.0161 rad。