用万用表测高频信号电压与非正弦周期电压

用万用表测高频信号电压与非正弦周期电压湖南常德高等专科学校杨斌文我们知道万用表的频率特性差，既使是电压灵敏度很高的ＭＦ１０型万用表，也只能测２ｋＨｚ以下的交流电压，这是因为频率过高时会受分布电容的影响使测量误差显著增大，读数失去作用。然而我们可以采用...

高频信号电压与非正弦周期电压的简易测量方法

在生产实践和科学实验中,经常会遇到高频信号和非正弦周期信号,高频信号电压和非正弦周期电压的测量在实验室是一件很简单的事情,只须直接使用示波器就可以了.但是,如果在实验室之外的现场进行测量,示波器不仅显得十分笨重,而且操作也极为不便,很显然这不是一种行之有效的办法.目前,虽然有象FLUKE这种大公司生产的F97型便携式示波器(液晶显示,可兼作数字万用表)体积较小、重量较轻、便于携带,但其价格是十分昂贵的,因此也没有太大的现实意义.正是基于这样一些因素,本文试图从另外一个角度,用一种简易的方法来测量高频信号电压与非正弦周期电压,即万用表测量法.它能从根本上解决上述问题,不仅在现场,即便是在缺少设备的实验室,都是一种很实用的方法.

基于脉振高频电压信号注入的新型三相永磁同步电机无传感器研究

内置三相永磁同步电机无速度控制中当电机运行在零低速时,有用信号的信噪比很低,导致对电机转子位置和速度检测失效。传统脉振高频信号注入法在控制系统中由于多个低通滤波器的使用,存在信号延迟问题。提出了基于脉振高频电压信号的锁相环(PLL)的转子位置估算方法,减少低通滤波器的使用。利用MATLAB对传统脉振高频电压信号注入法与新型的锁相环(PLL)的转子位置估算方法对比。实验表明:新型的锁相环(PLL)的转子位置估算方法对比于传统脉振高频信号注入法在结构、精度与动态性能上都有所提高。

基于高频信号注入的同步电机无传感器控制

针对现有低速同步电机无传感器控制精度低、运算复杂的问题,提出了一种适用于静止和低速应用场合的高频电压信号注入的同步电机无传感器驱动控制方法(椭圆拟合技术)。首先,建立了永磁同步电动机(PMSM)的数学模型,分析了椭圆拟合技术判断永磁同步电机转子位置的原理;其次,通过对比线性最小二乘法问题的3种求解方法,显示了QR分解法的优势,并提出了椭圆拟合技术中QR分解原理;最后,在两种不同的控制平台下进行了实验验证。结果表明所提出的椭圆拟合技术不受信号处理延迟效应的影响,响应速度快;只需调整遗忘因子一个参数,设置简单,适用于工业领域的广泛应用。

高压直流输电线路边界高频电压信号衰减特性分析

高压直流输电线路两端安装的直流滤波器和平波电抗器形成了高频电压信号的线路边界,利用这种边界特性可以构成新型线路保护,但线路边界参数及配置方式的差异会对线路边界高频电压信号衰减程度造成影响。基于现有直流输电工程的直流滤波器与平波电抗器的参数及配置原则,研究了不同直流滤波器结构、不同平波电抗器配置方式以及直流滤波器与平波电抗器元器件不同参数对直流输电线路边界高频电压信号衰减特性的影响。结果表明,不同参数及配置形式的线路边界对高频电压信号均有较大衰减,可以依据高频电压信号在区内外故障时的差异构成新型直流输电线路保护。

接触器分断时高频过电压信号的计算机测试技术

接触器分断时会产生频率很高、幅值很大的过电压 ,采用一般的检测设备很难测出其动态波形。本文介绍一种基于DSP的高速数据采集系统 ,对接触器分断时的过电压进行采集 ,绘出过电压动态波形。

基于高频电压信号注入与改进卡尔曼滤波的永磁同步电动机控制系统设计

以永磁同步电动机(PMSM)为研究对象,基于脉振高频电压信号注入技术和改进卡尔曼滤波技术,本文提出了一种新的PMSM无传感器控制系统。具体方法是,注入将脉振高频电压信号注入同步旋转坐标系的d轴,从高频载波电流中通过空间凸极跟踪技术提取转子位置估计误差信号,转速和位置估计信息通过改进卡尔曼滤波器处理得到。仿真实验结果表明,这种方法可以实现PMSM的调速控制。

基于高频电压注入的带辅助齿SPMSM转子机械角度无传感器辨识策略

无位置传感器策略虽然已经广泛应用在普通工业场合,却未推广到位置伺服领域,原因在于无法辨识转子机械角度。为此,提出一种基于高频电压注入的带辅助齿表贴式永磁同步电机(SPMSM)转子机械角度无传感器辨识策略。根据所推导的带辅助齿SPMSM数学模型,在电角度零点处注入高频电压信号,划分出机械扇区。再使用传统无位置传感器算法获得电角度。最后,由电角度、机械扇区、机械角度三者之间的关系得到机械角度。仿真结果表明:所提算法能够识别电机转子机械角度。

基于旋转高频信号法的IPMSM无位置传感器控制

研究了一种利用旋转高频电压信号实现内置式永磁同步电机(IPMSM)无位置传感器控制的方法。利用α-β轴系下的高频电流响应峰值表达式中的位置信息实现对转子空间凸极位置的检测;并通过跟踪高频电流矢量最大幅值所对应的相位角实现对转子磁极极性的辨别,进而构建了完善的转子位置观测器模型。基于此构建了IPMSM的矢量控制系统,分析了系统实现时的信号处理及死区补偿措施,并进行了仿真和实验研究。结果表明:该位置观测器能够有效实现对转子位置的估算,基于此观测器设计的IPMSM矢量控制系统具有良好的稳态和动态性能。

基于脉振高频信号注入法的PMSM无传感器控制

针对机械位置传感器给永磁同步电动机(PMSM)调速系统带来成本高,可靠性低、不易维护等问题,采用了一种脉振高频电压信号注入法来实现永磁同步电机矢量控制系统的无传感器运行。该方法给电机定子绕组注入脉振高频电压信号,利用电机的凸极性,通过检测含有转子位置信息的定子电流响应来提取出转子位置信号,实现控制系统的无传感器运行。实验结果证明了采用脉振高频电压信号注入法实现永磁同步电机无传感器矢量控制的可行性和有效性。

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。

基于高频方波电压注入的IPMSM无位置传感器控制

为省略内置式永磁同步电机(IPMSM)无位置传感器控制方法中滤波器的使用,减小系统体积,提高位置估计精度,提高系统适应性,提出一种IPMSM低速无位置传感器控制方法。在电机静止轴系注入高频电压信号,并且将矢量控制周期和高频注入周期分离;通过对高频注入周期前后产生的电流进行采样,经简单的数学运算即可获得含有转子位置信息的正交信号;使用正交锁相环进行位置信息估计;分别对电机进行空载转速阶跃、负载阶跃、带载转速阶跃以及带载正反转4种工况下的实验验证。结果表明:在4种工况下时,电机最大估计位置误差不超过13.5°,平均位置误差不超过7.5°,电机转速跟踪效果好,具有良好的稳定性和低速运行性能,并且避免了高频电流信号提取过程中滤波器的使用。

基于高频注入法的无轴承同步磁阻电动机径向位移自检测技术

为减少无轴承同步磁阻电动机的传感器成本,提高其实用性,提出了一种基于高频注入法的无径向位移自检测方法。通过在无轴承同步磁阻电动机转矩绕组中注入脉动高频电压信号,利用电机空间凸极效应及其转矩绕组和悬浮力绕组之间的互感,实现对转子径向位移的有效预测。采用MATLAB仿真软件构建了仿真系统,仿真试验表明该自检测方法能实现对无轴承同步磁阻电动机转子径向位移准确预测,并能实现无传感器方式的稳定悬浮运行。

基于脉振高频注入法的永磁同步电机初始位置检测优化算法研究

对脉振高频注入表贴式永磁同步电机(Surface Mounted Permanent Magnet Synchronous Machines,SPMSM)无传感器控制系统初始位置检测,传统的高频脉振电压信号注入法是把脉振高频电压信号注入估计的转子参考坐标系中,检测永磁同步电机定子侧的高频电流响应,在此基础上,针对滤波器提取位置信息中会使信号延迟、电流环带宽减小等情况,根据电机的数学模型,在高频电流信号的处理过程中减少滤波器的使用,简化了系统结构,减少了转子和转速的估测时间,可以得到估计的比较准确的转子位置和转速,实现电机无速度传感器在零低速范围内的转子位置估计。最后用Matlab/Simulink平台对优化后的电机系统进行了仿真分析,实验结果证明与传统的方法相比优化后的永磁同步电机无传感器控制系统的精度和稳定性得到提高。

基于RLS算法的高频响应电流提取策略研究

为进一步提高永磁直线同步电动机无传感器转子位置的检测精度,提出采用现代滤波技术提取永磁直线同步电动机动子绕组中的高频响应电流的自适应滤波方法。在分析基于递归最小二乘算法(RLS)的自适应滤波器原理和永磁直线同步电动机的旋转高频电压信号注入法的数学模型的基础上,利用基于RLS算法的自适应滤波器的抽头权值可以根据误差的大小进行自调整的特点,将基于RLS算法的自适应滤波器与永磁直线同步电动机旋转高频电压信号注入法相结合,以提取高频响应电流。在全速条件下进行了仿真研究,频谱分析结果表明,基于RLS算法的自适应滤波器提取的高频响应电流中杂波成分比利用巴特沃斯带通滤波器提取的高频响应电流中的杂波成分少,有利于减小杂波电流的干扰,进而提高永磁直线同步电动机转子位置的检测精度。

基于信号注入的永磁同步电机控制方法

本文介绍了一种基于脉动高频电压信号注入法实现面装式永磁同步电机无传感器控制的方法。利用面装式永磁同步电机的磁饱和效应,在和转子同速旋转的坐标系注入脉动高频电压信号,对提取的电流进行坐标变换和解调,获得转子位置信息,实现了无传感器控制策略。仿真结果证明了该方法的正确性。

基于组合信号注入法的转子磁极极性辨识可靠性研究

组合信号注入法分2步执行,首先通过脉振高频电压信号注入法辨识出永磁同步电机转子初始位置,然后通过脉冲电压信号注入法判断转子磁极极性。若电流谐波较大,易导致转子磁极方向误判断,极性辨识结果可靠性受到严重影响,进而导致转子启动,发生反转,无法满足部分工业应用场景要求的无反转启动。基于此,提出基于评价函数的磁极极性判断方法,提高磁极极性判断准确率。

一种基于双位置观测器的永磁同步电机低速无位置传感器控制方法

为了实现永磁同步电机低速段无位置传感器控制系统对转子位置的快速跟踪和对转速信号的低噪声估计,该文提出了一种基于锁相环与滑模观测器的双位置观测器控制方法。该方法利用两组坐标变换实现了高频信号注入过程与磁场定向控制的解耦,通过改变滑模观测器增益与转速环闭环带宽的方式实现稳态时低噪声、暂态时低延迟的信号估计。控制器参数基于闭环带宽进行设计,避免了低通滤波器的使用,从而简化了控制系统。针对带宽切换过程,该文提出了一种切换策略,利用转速环与滑模观测器中的积分环节,实现了平滑的带宽切换。最后通过实验验证了所提方法的有效性。

内置式永磁同步电机转子初始位置估计方法

针对无位置传感器永磁同步电机控制系统起动运行困难的问题,提出一种基于混合信号注入的内置式永磁同步电机改进转子磁极初始位置估计方法。采用注入高频旋转电压信号的方法检测磁极位置,设计一种通过PI跟踪观测器对所构建磁极位置误差信号进行控制的方案,当误差调节至零时将获得磁极位置初判值,降低了算法的复杂性。以磁极位置初判值为矢量角,往定子绕组注入2个方向相反的脉冲电压矢量,通过比较直轴电流大小可以简单、有效地判断出磁极极性,实现对位置初判值进行校正,从而获得转子初始位置估计值。应用所提出的估计方法对一台22kW内置式永磁同步电机进行实验,得到转子位置电角度平均估计误差为4.6°。

PMSM无速度传感器最优转矩控制系统的研究

针对永磁同步电机自身特点及转子位置和速度检测问题,采用最优转矩控制策略,提出了将脉振高频电压信号注入法和模型参考自适应法有机结合的新型无速度传感器的复合方法,设计了PMSM无速度传感器的SVPWM最优转矩控制系统。通过设计速度切换方案,实现速度的平稳过渡。此复合方法解决了单一方法不能在全速度范围内同时兼顾良好的动态、稳态性能的问题。仿真结果表明:该方法能可靠地实现包括初始磁位在内的转子位置和速度的精确检测和控制,系统具有优良的动态、稳态性能。