基于静止轴系改进高频方波注入同步磁阻电机无传感器控制

同步磁阻电机因为其成本低、可靠性高,发展前景可观。在低速域无传感器控制方面,因同步磁阻电机转子具有凸极性,使用高频方波信号注入方法进行转子角度估计最为合适。但是,电机在低速运行中伴随着交直轴电感交叉饱和问题,该问题影响着电机的动稳态性能。为此,对传统高频方波注入控制方法进行改进,提出基于静止轴系的双高频方波注入无传感器控制方法,降低高频幅值带来的高频转矩脉动,抑制因交叉饱和效应导致的角度估计误差,提高电机动稳态性能。在1.5 kW同步磁阻电机实验平台上进行实验验证。结果表明,与传统高频注入法相比,改进高频注入法消除了交叉饱合引起的角度估计误差,并降低高频信号带来的转矩脉动问题,提高了电机的动稳态性能。

基于高频正交方波注入法的永磁同步电机控制研究

针对传统高频注入法解调过程复杂和观测精度受非理想因素时延影响的不足,提出一种基于高频正交方波注入法的零低速位置估计方法。首先,考虑估计旋转轴系注入的低可靠性,选择将高频信号注入静止轴系,采用简单代数运算提取出高频响应电流,通过解调正向虚拟高频响应电流初步估计转子位置;然后,针对主要非理想因素进行影响分析,在此基础上,通过解调负向虚拟高频响应电流提取出相位滞后角,完成补偿;最后,为避免启动阶段位置收敛错误,通过获取电感变化趋势判断出磁极极性。实验结果表明,所提算法在各类工况均能稳定收敛,且最大平均误差不超过1°,说明了算法的抗扰性以及准确性。

船舶双三相永磁同步电机高频注入算法研究

传统高频信号注入法只适用于具有凸极特性的永磁同步电机,并且在位置估计和电流反馈环节引入多个滤波器,造成位置估计和电流响应延迟,降低了系统的动态性能。针对凸极特性不明显的表贴式双三相永磁同步电机,在低速阶段提出一种基于高频方波电压注入法的无位置传感器控制策略,将高频注入周期和磁场定向控制周期分离,高频注入周期内直接在两相静止轴系采样高频响应电流进行转子位置估计,且位置估计和电流反馈环节均未使用滤波器。通过理论分析和仿真验证了该控制策略的有效性。

低开关频率下基于高频方波电压注入法的永磁同步电机无位置传感器控制策略

文章提出了一种永磁同步电机低开关频率下利用注入的高频方波电压在低速工况下估计转子位置的方法。通过注入电压产生的q轴电流变化量获得估算转子位置误差的结论,设计龙贝格状态观测器利用q轴电流变化量估算转子位置,并给出了一种简单的龙贝格状态观测器零极点的设计方法。试验结果表明,文章所提的无位置传感器控制策略在低开关频率下估算转速与转子位置能准确跟踪真实值。

基于高频方波注入的永磁同步电机控制优化

提出一种利用高频正交方波电压注入静止坐标系的内置式永磁同步电动机无传感器控制的新方案。该方法是对传统高频旋转正弦电压注入法的改进,通过离散高频电流来建立整个信号过程。提出了一种不含低通滤波器的位置估计方法,并减小了高通滤波器引起的相移。该无传感器控制方法受到数字滤波器的不利影响会减少,可以解决当前基于静止坐标系的注入方法的常见缺点。

基于SOGI高频方波电压注入的永磁直线同步电机无感控制

针对永磁直线同步电机的无感控制技术,为了解决传统高频方波注入法无法准确定位转子位置和转速的问题,提出了基于SOGI高频方波电压注入的无感方法。与传统的高频方波电压注入法不同,为了得到更好的高频电流信号,采用二阶广义积分器提取响应高频电流信号,采用正交锁相环解决反正切函数没有反馈直接放大噪声的影响。为证明无感控制技术的有效性,用Simulink进行了仿真验证。结果表明,基于SOGI高频方波电压注入的无感方法大大降低了误差,缩短了调节时间,提升了响应时间。

基于增益控制的永磁同步电机低速转子位置估算方法

当永磁同步电机工作在零低速域内时,受系统延迟时间的影响,采用高频脉振方波电压注入的传统差分解调法会出现系统失稳和动态性能下降的问题。提出了误差系数标幺下的增益控制策略。分析了不同延迟时间下传统差分解调法的开环增益变化趋势,得出了延迟时间会影响增益幅值和符号的结论;通过求解延迟时间变化时的实际开环增益表达式,并用实际增益值对误差函数进行标幺,提升了系统的稳定性和收敛性。实验结果表明,该方法不仅提升了位置估算系统的稳定性,而且收敛速度快。

一种基于同步策略的方波谐波注入振动噪声抑制方法

针对永磁同步电机传统谐波注入方法抑制振动噪声过程中,注入谐波电流频率在奈奎斯特频率附近时存在的频率混叠问题,文章提出了一种基于同步策略的方波谐波注入振动噪声抑制优化方法。首先分析永磁同步电机噪声问题,并对传统谐波注入方法的抑制机理、控制标定以及频率混叠现象进行了介绍;其次阐述了同步策略优化方法的实现原理,即保持逆变器开关频率与注入方波谐波电流频率同步变化,实现谐波电流幅值提升与阶次固定;最后通过试验对比,同步策略优化方法能够有效地改善频率混叠现象,48阶噪声平均降低6.4 dB,96阶噪声平均降低5.6 dB,均优于传统谐波注入方法。

基于发电机转子接地保护的可靠性分析与建议

上海某燃机电厂的发电机转子接地保护配置了两套注入式保护,分别为工频电压注入式及1~3 Hz低频方波注入式。由于两套转子接地保护之间在原理上相互影响,因此在运行中只投运一套(以1~3 Hz低频方波注入式转子接地保护为主),另一套保护备用。近期该厂#4发电机1~3 Hz低频方波注入式转子接地保护出现过两次保护回路故障报警,均由发电机转子接地碳刷接触不良引起。通过对该保护原理及保护回路逻辑的介绍,找出了转子接地保护回路故障的原因,并对发电机转子接地保护的可靠性进行分析,提出了相应的建议与措施。

一种直流侧使用低损耗无源脉波倍增电路的并联型24脉波整流器

传统无源式抽头平衡变换器虽然可以降低12脉波整流器的网侧电流总谐波畸变率,但其抽头与负载回路串联引起的高损耗问题严重制约了该方法在大功率整流场合的应用。为此,提出一种损耗低、易于实现的无源谐波抑制方案。该方案仅需在12脉波整流器的直流侧配置两个具有对称结构的双抽头平衡变换器,利用辅助二极管调制原理产生的方波电流,将整流器的脉波数由12倍增至24倍。与无源式两抽头平衡变换器相比,所提方案在实现相同的谐波抑制效果前提下,降低辅助二极管电流有效值至2%。所提方案具有鲁棒性强、损耗低和易于实现的优点,更适合应用于低压大电流场合。

基于方波注入的无滤波器PMSM初始位置检测

针对内置式永磁同步电机矢量控制中,转子初始位置误差会对其启动和运行产生严重的不良影响的问题,提出了一种在无滤波器高频方波信号注入过程中插入一段等幅值正反脉冲,通过比较d轴响应电流并结合位置观测器的方法,获取转子初始位置,实现电机的无传感器任意位置低速带载启动。利用MATLAB/Simulink搭建电机及观测器模型,仿真结果表明该方法得到的初始位置十分准确,最大误差约为3.6°。最后,通过硬件实验实现了电机任意位置带载启动且位置误差均在3.6°之内。

基于新型高频纹波电流补偿方法的内置式永磁同步电机无传感器控制

高频方波信号注入法已广泛运用于内置式永磁同步电机(IPMSM)无位置传感器低速控制中,该方法可以避免使用滤波器且明显提高系统带宽。然而,在轻载或空载等基波较小时,当逆变器的死区效应使高频电流响应出现畸变,此时逆变器的非线性将会严重影响高频注入法的位置估算精度。针对上述问题,该文重点分析逆变器非线性对IPMSM高频方波注入法的影响,提出一种新型高频纹波电流提取和补偿方法,有效降低死区的影响,提高注入电压的效率,抑制逆变器非线性引起的位置角度误差。通过仿真和实验结果证明,与传统方法相比,该方法可以在注入相同电压幅值的情况下有效降低位置估算误差,验证了所提出方法的可行性和有效性。

基于方波信号注入的永磁同步电机位置检测方法研究

针对本文研究对象船用无轴推进永磁同步电机,本文给出了一种基于方波信号注入的永磁同步电机位置检测方法。根据两相静止坐标系下高频模型,通过定子高频电流分量获得位置辨识偏差信息,进而通过机械PID型Luenberger位置跟踪观测器得到位置信息。最后通过仿真验证了本文理论分析的正确性和所提策略的有效性。

基于动态参数调谐PMSM低速位置估算方法研究

针对传统的反电势观测器法在永磁同步电机零低速下工作时由于信噪比过低而失效,为了扩展无位置传感器的速度估算范围,采用高频脉振方波激励来获取位置误差函数,在此基础上研究解调方法的收敛性和观测器参数的调整。首先,通过差分解调法获得转子的位置误差函数,并推导位置跟踪器的闭环传递函数以及零极点;然后,利用根轨迹法对位置跟踪器的参数进行调谐,实现了系统带宽和稳动态性能的双重提升;最后,考虑到初始位置可能位于不同象限,进一步分析了估算位置的动态收敛过程。仿真和实验结果表明,所提出的方法提高了位置估算系统的稳定性和动态特性。

基于系统稳定性分析的微电网阻抗测量技术

微型电网的稳定性与系统的控制方式以及组网设备的各种参数有关,而这些重要的参数又与微电网的阻抗参数有一定的联系。因此系统输入输出阻抗是分析微电网稳定性的重要参数。本文对阻抗判据进行了进一步的推导,使其在工程中的应用更加简单;在阻抗判据的基础上提出了一种基于方波电流注入的阻抗测量技术;通过理论分析计算了微电网各组网部分以及微电网整体的阻抗参数;搭建了三相交流微型电网的仿真模型;开发了交流系统谐波阻抗测量装置。计算、仿真与实验结果验证了所提出的方法的正确性与有效性。

静电放电和方波EMP对微电子器件的效应

为了得到微波低噪声晶体管电磁脉冲的最灵敏端对和最敏感参数以及相关规律和器件的损伤/失效机理和模式,首先采用静电放电人体模型(HBM),针对两类硅晶体三极管(3DG218、3358)进行了静电放电敏感性相关实验,得到该类晶体管的ESD敏感端对是CB结;器件损伤时的灵敏参数是VBRCEO;又采用方波注入法对两晶体管进行实验比较了从CB结反向注入与从EB结反向注入的损伤电压值,发现该类器件的EMP最敏感端对是CB结而非以往人们认为的EB结。

卡那霉素注射液含量的方波伏安法测定

研究了铜 -卡那霉素络合物在汞膜电极上的电化学行为 ,在含有1.00×10 -3mol/LCu2 +的NH3·H2O -NH4Cl缓冲溶液中 ,加入卡那霉素后 ,形成铜 -卡那霉素络合物 ,铜的还原峰电流降低 ,据此建立了方波伏安法测定卡那霉素注射液含量的方法 ;卡那霉素的浓度在1.5×10-5～6.5×10-4 mol/L之间与峰电流存在良好的线性关系 ,相关系数r=0.996。

基于无滤波器方波信号注入的永磁同步电机初始位置检测方法

针对无位置传感器内置式永磁同步电机(IPMSM)初始位置检测中,传统的基于凸极跟踪的短脉冲电压注入法难以确定脉冲宽度和幅值、实现困难、二次谐波分量法信噪比低的缺点,提出一种基于无滤波器方波信号注入的IPMSM初始位置检测方法。首先通过向观测的转子d轴注入高频方波电压信号,采用无滤波器载波信号分离方法解耦位置误差信息,通过位置跟踪器获取磁极位置初定值;然后基于磁饱和效应,通过施加方向相反的d轴电流偏置给定,比较d轴高频电流响应幅值大小实现磁极极性辨识;最后,通过2.2k W IPMSM矢量控制系统对提出的基于无滤波器方波信号注入的初始位置检测方法进行实验验证。结果表明,所提方法收敛速度较快,可在IPMSM转子静止或自由运行状态实现初始位置辨识和低速可靠运行,位置观测误差最大值为6.9°。

接触式方波电流注入方法研究

接触式方波电流注入法是电路端口、电子元器件等电磁脉冲效应研究工作的一种方法。根据受试对象不同的阻抗,研究了三种方式的方波源终端匹配网络,保证注入方波电流不失真,为效应规律分析提供准确数据。

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。