基于线反电动势的三相PMSM角度传感器零位标校方法

角度传感器零位的精确标校是实现永磁同步电机高精度控制的前提。针对现有零位标校方法复杂及标校精度低的问题,提出一种基于线反电动势观测的三相永磁同步电机角度传感器零位标校方法。根据电磁感应定律,分析外力矩带动电机旋转时相反电动势随机械角变化的规律,并从三相电机结构入手,推导线反电动势和相反电动势之间的相位关系。利用角度传感器过零信号触发捕捉线反电动势波形,并基于线性插值法精确定位线反电动势过零点,再通过移相得到角度传感器零位;借助扰动法分析角度及电压测量误差对角度传感器零位估计精度的影响。理论与测试结果表明,基于线反电动势观测的方法可有效估计角度传感器零位,精度可达0.018°;补偿角度传感器零位后,电机运行效率提升显著。所提方法便捷、经济,对提升永磁同步电机的控制性能具有重要的作用。

高真空分子泵驱动实验分析

研究低粒子阀粒度检测平台使用的小型复合分子泵驱动技术,设计分子泵驱动器的关键硬件电路并在实验平台对控制方法进行验证以实现分子泵的稳定驱动。采用无位置传感器的永磁无刷直流电机作为高真空分子泵的动力源,在现有的电机驱动和停机控制策略上应用转子位置预定位方法及转子位置检测的线反电势过零法。研究设计得到了一种适用于高转速真空泵驱动领域的高真空分子泵驱动方法,实现了分子泵的稳定驱动。

基于线反电动势的高速磁悬浮无刷直流电机无位置换相策略

针对大功率高速磁悬浮无刷直流电机电磁干扰大的问题,采用基于线反电动势深度低通滤波的无位置传感器控制,分析了导致高速电机换相信号不准确的原因,明确了相电流与器件电阻、器件直流压降的关系,给出换相信号不准确时相电流的精确表达式。针对高速磁悬浮电机转速带宽高带来的换相信号不准确问题,提出一种基于‘90?α’与‘150?α’最优滞环切换的换相信号补偿策略,以电机切换前后的电流脉动最小为原则,确定了最优滞环宽度。通过试验,电机平稳运行到最高32 000r/min,不仅实现了两种电机换相策略的平滑切换,而且对换相信号误差进行了有效补偿。

高速磁悬浮无刷直流电机无位置换相误差闭环校正策略

针对基于线反电动势的高速磁悬浮无刷直流电机无位置换相误差问题,分析了PAM调制方式下存在换相误差时非换相相电流的精确表达式。针对PAM调制方式下高速无刷电机的换相过程持续时间极短,提出一种校正无位置换相信号误差的新型闭环控制方法,以换相前后30°范围内非换相相电流积分相等为目标,将换相前后非换相相电流积分差值作为反馈量,通过PI调节来自动校正换相信号的相位,采用基于‘90?α’与‘150?α’最优滞环切换的换向策略保证相位可靠校正。实验验证了该闭环校正策略在32 000r/min范围内能够对换相信号误差进行实时补偿。

基于线间反电动势的无刷直流电机转子位置估算

在对传统的反电动势过零法和转子磁链G函数法估算转子位置分析的基础上,提出了一种利用线间反电动势过零原理并构造F函数来对转子位置进行估算的全新方法,并用于无位置传感器无刷直流电机控制。对线间反电动势过零检测与转子位置信号之间的对应关系进行了深入的分析,揭示了每一个线间反电动势的过零点即为对应的换相点。利用线间反电动势的倒数构造F函数来估算换相时刻。仿真结果表明,提出的转子位置估算方法计算简单方便,具有较高的精度,可以在全速范围内实现对转子位置的准确估算。

基于线反电动势检测的无刷直流电机无位置传感器控制系统仿真新方法

在分析无刷直流电机(BLDC)数学模型的基础上,提出了基于线反电动势过零法的无位置传感器控制系统,同时采用转速和电流双闭环控制,使得系统具有更好的稳定性。在Matlab/Simulink环境下,通过把Simulink模块库中的已有模块与S函数相结合的方法,构建了无位置传感器控制系统的仿真模型。仿真结果与理论分析一致,证明了所提出的无位置传感器控制系统仿真模型的准确性。该模型为实际电机控制系统设计提供了指导和参考。

基于线反电势的无刷直流电机无位置传感器控制方法

针对无刷直流电机利用霍尔位置传感器换相所带来的弊端,分析了无刷直流电机的工作原理,建立了无刷直流电机的数学模型,给出了一种基于线反电势的无刷直流电机无位置传感器控制方法,不需要电机提供中线,仅需使用一路电压信号即可有效计算出转子位置信息,进而完成无刷直流电机的可靠换相。实验结果表明,所给出的方法能够有效实现无刷直流电机的无位置传感器控制。

基于单片机的无位置传感器无刷直流电机控制

起动控制和转子位置信号获取是无位置传感器无刷直流电机(BLDCM)正常运行的关键。提出了一种控制无刷直流电机的方法。在电机静止和低速运行时,利用定子电感线圈的磁饱和效应,采用短时脉冲检测法获得转子位置,实现无位置传感器的平稳起动。电机起动后,由电机线反电动势与换相时刻对应关系,得出反电动势过零时刻即为换相时刻的结论。针对反电动势过零点检测法的不足,将三路反电动势过零点信号进行整合,并利用C8051F单片机的比较中断克服其缺陷,在低成本条件下,实现无位置传感器的准确换相。该控制方案能保证BLDCM在位置传感器失效或无位置传感器的情况下可靠运行,简化了系统结构,降低了生产成本。

基于线反电势的无刷直流电机终端滑模观测器

无刷直流电机在运行过程中经常使用位置传感器来实时反馈电机转子的位置,但是这样做的缺点就是降低系统的稳定性,提高了制造电机的成本和相对体积,所以使用无位置传感器来间接检测转子位置。在线反电势过零法的基础上,设计了终端滑模控制率,提出了基于线反电势的终端滑模观测器转子位置估计方法,不仅能准确观测转子位置,还削弱了传统滑模控制的抖振现象。仿真结果表明,线反电势过零点就是无刷直流电机换相点,终端滑模观测器能准确估算电机的线反电势及电机转速,有效抑制抖振,使系统的稳定性提高,能够适应无刷直流电机的工作条件。

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。

线电压确定无刷直流电动机转子位置新方法

针对无位置传感器无刷直流电动机控制问题,提出一种基于线电压的转子位置检测新方法。依据绕组电压方程,给出了电机反电动势计算方法。通过采样电机线电压,得出反电动势计算值,确定电机换相时刻。为解决反电动势计算值中窄脉冲引起过零点误判的问题,依据反电动势变化率在换相时刻远大于非换相时刻的原理,采用反电动势变化率检测法判断过零点时刻。仿真和实验结果显示该方法能够准确提供转子位置信息,在负载转矩恒定和突变情况下无换相错误等异常情况,表明该方法具有良好的适应性和可靠性。

基于线电压差的无刷直流电动机反电势检测方法

针对无刷直流电动机传统反电势检测存在受PWM调制策略、开关管和二极管导通压降影响的问题,提出一种通过检测无刷直流电动机线电压差的过零点来检测反电动势过零点的通用方法。理论分析和实验结果证明,提出的方法是正确有效的。

无位置传感器无刷直流电机最大转矩控制

超前或滞后换相会造成无刷直流电机(BLDCM)输出转矩的减小和系统效率的降低。以平均电磁转矩最大化为目标,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波算法的无刷直流电机最佳换相时刻估算方法。该方法建立了平均电磁转矩与换相时刻的数学模型,分析了线反电势与最佳换相时刻的关系,构造了能够在线辨识线反电势的卡尔曼滤波器。仿真和实验结果验证了上述无位置传感器控制策略的有效性。

一种新的无刷直流电机反电动势检测方法

无位置传感器无刷直流电机的控制算法是近年来研究的热点之一,有霍尔位置信号直流电机根据霍尔状态来确定通断功率器件。利用无刷直流电机的数学模型,根据反电动势检测原理,提出了一种新的线反电动势检测方法来确定转子位置信息。通过和有霍尔信号的无刷直流电机的速度响应和转矩进行仿真比较,改进的线反电动势法,可以在较宽的速度范围内确定转子位置信息,且力矩输出波动较小。同时该方法无需重构电机中点,结构简单,易于实现,有较高的实用价值。

基于扩展卡尔曼滤波观测器的无刷直流电机无位置传感器控制系统研究

为了解决无刷直流电机无位置传感器控制中传统反电势法存在的系统噪声和测量误差导致观测不准确的问题,提出一种基于扩展卡尔曼滤波观测器的无刷直流电机无位置传感器控制,该方法运用扩展卡尔曼滤波器得到的线反电势对无刷直流电机的转子速度和转子的位置进行估计。Matlab仿真和实验结果表明,基于扩展卡尔曼滤波观测器所获得的无刷直流电机的转速和位置信号误差小,精度高,应用于无刷直流电机无位置传感器系统时运行稳定,具有良好的稳态与动态性能,抗干扰能力强。

基于PSO-ENN动态神经网络的无刷直流电机控制

无刷直流电机转子位置检测属于电机控制中的一项关键技术,针对无位置传感器的无刷直流电机,其线反电动势过零点即为电机的实际换向点,传统采用的BP神经网络算法建立线反电动势与换向信号之间的模型存在响应速度慢、开关误导通现象。因此,采用Elman动态神经网络建立两者之间的函数模型,可提高控制系统的动态特性,并采用粒子群算法优化Elman网络的初始权值与阈值,进一步提高网络的收敛速度与计算精度。仿真结果表明,与传统的BP网络控制算法相比,新算法能更好地实现电机的精确换向,系统动态性能更好、控制精度更高、鲁棒性更强。

一种基于波形等效原则的永磁电机空载反电动势在线测量方法研究

永磁电机的空载反电动势是电机设计的重要指标,综合反映了电机的电磁性能。一台永磁电机在设计完成时,其额定转速下的空载反电动势的大小是确定的。但随着电机投入运行,由于工作环境的温度、机械或是化学变化,可能会使得永磁体发生退磁问题,进而影响电机的工作性能。传统的反电动势测量方法均为离线测量,具有诸多不便性。本文根据实际的工程需要,提出一种在线测量永磁电机反电动势的方法,并设计样机验证了理论的有效性。通过捕获电机在任意转速断电后一个电周期内的反电动势波形,利用波形等效思想得到等效正弦波,并进一步推算出永磁电机在额定转速下的反电动势。将其与空载反电动势设计值进行对比,即可对当下永磁体的磁性能做出快速评估,为电机的故障维护和长期稳定运行提供技术保障。