A Digital Phase Locked Loop Speed Control of Three Phase Induction Motor Drive: Performances Analysis

This paper deals with performance analysis and implementation of a three phase inverter fed induction motor (IM) drive system. The closed loop control scheme of the drive utilizes the Digital Phase Locked Loop (DPLL). The DPLL is safely implemented all around the well known integrated circuit DPLL 4046. An ex-perimental verification is carried out on one kw scalar controlled IM system drives for a wide range of speeds and loads appliance. This presents a simple and high performance solution for industrial applications.

基于改进正交锁相环的永磁同步电机无位置传感器控制

针对传统正交锁相环(QPLL)应用于永磁同步电机无位置传感器控制中存在的反转失效与加、减速工况下出现显著的转子位置直流偏移误差问题,该文提出一种改进的正交锁相环(IQPLL)。其通过重构鉴相器环节,使得鉴相器的输出与永磁同步电机的转向不再相关,从而解决传统QPLL在电机反转时估算转子位置出现180°偏差的问题。此外,在新型鉴相器结构下,设计前馈环路以补偿加、减速工况下的位置直流偏移误差。并建立了IQPLL的小信号模型,根据系统的频率响应特性给出了IQPLL的参数设计方法。实验结果表明,相对于传统的QPLL,所提出的IQPLL可实现永磁同步电机无位置传感器控制正、反转稳定运行,并有效抑制了加、减速工况下的转子位置直流偏移误差。

基于新型自适应滑模观测器的PMSM无传感器控制

为了实现无位置传感器控制策略在永磁同步电机中的应用,在传统滑模观测器的基础上提出了一种改进型的自适应滑模观测器算法。提出的改进型自适应滑模观测器中使用更平滑的sigmoid函数取代了传统的符号函数,并结合反电动势的自适应律有效地减少了提取的反电动势中包含的高频分量,避免了低通滤波器在使用过程中带来的抖振和相位延迟现象。最后反电动势中包含的转子位置信息与速度信息通过锁相环提取。为了验证模型的可行性,基于MATLAB/Simulink搭建了仿真模型进行了仿真分析,并以TMS320F28377芯片为核心搭建了永磁同步电机硬件实验平台进行实验验证,仿真与实验结果验证了该方法的有效性和实用性。

基于改进型积分滑模观测器的PMSM无位置传感器控制

针对传统滑模观测器在位置估计过程中的抖振问题,设计一种易于实现的分段平方根切换函数代替传统不连续开关函数,并利用李雅普诺夫稳定性判据对其稳定性进行分析。针对传统锁相环在进行位置估计过程中对转速变化跟踪能力差的问题,提出一种改进锁相环,通过增加微分环节提高电机转速与位置的估计速度,通过增加速度负反馈环节提高系统在暂态过程中的动态性能。在此基础上,通过锁相与位置误差辨识机制,提出一种位置误差全补偿算法,解决了由滤波器、零阶状态保持器等相位延迟环节引起的位置估计误差问题。此外,该文利用形式简单的d-q坐标系电压方程建立滑模观测器,在采用PLL进行位置估计时,无需进行α-β坐标系下的位置误差构建。最后,通过仿真和实验验证所提方案可行性和有效性。

基于改进SMO的PMSM无传感器控制

由于传统滑模观测器(SMO)中控制函数采用具有不连续性的符号函数(sign),导致SMO采集到永磁同步电机(PMSM)的反电动势存在严重的高频抖振,进而使得转子位置估计值与转子位置实际值存在较大的偏差。为了提高PMSM无传感器控制精度,提出了一种基于新型控制函数的改进SMO,采用具有连续性的控制函数■(s)作为SMO的控制函数,利用锁相环(PLL)提取转子位置信息,以减小系统抖振,提高转子位置估计精度。同时,根据李雅普诺夫稳定性判据(Lyapunov)对系统的稳定性进行了验证。最后,基于Matlab/Simulink软件的仿真结果表明,提出的改进SMO有效降低了PMSM反电动势的抖振,提高了PMSM无传感控制系统的控制精度。

基于扩张滑模-锁相环的感应电机无速度传感器矢量控制

在高性能感应电机无速度传感器矢量控制系统中,需要对转子磁链与转速进行准确的估计,而电动势项包含直流偏置,影响了转子磁链的准确估计。而且传统的正交锁相环方法在加减速工况下,转速估计难以收敛至实际值。该文针对这两个问题,首先,设计一种以定子电流与电动势为状态变量的Super-Twisting滑模观测器,结合可编程滤波器来估计转子磁链,以提升转子磁链估计精度;其次,提出一种基于扩张滑模锁相环的速度估计方法,提高加减速工况下的转速估计性能;最后,通过1.5 kW感应电机测试平台验证所提方法的有效性。

某风电场偏航电机抱闸烧毁故障分析及治理

该文主要对某风电场偏航电机抱闸烧毁故障进行分析,并提出相应的解决方案。通过对故障原因的分析,发现设计、制造和使用问题都可能导致抱闸烧毁,进而影响风电场的正常运行和环境安全。为解决这一问题,文章提出技术改造、维护措施和操作培训3个方面的解决方案。

浅析空调用电容运转电动机堵转时热保护器位置对试验结论的影响

本文研究空调用电容运转电动机在堵转条件下,热保护器在电动机的不同位置对试验结论的影响。通过5组验证试验,分别在电动机上方、下方、左侧、右侧设置热保护器,依据GB/T 12350-2022标准第18章非正常试验的要求进行堵转试验。试验结果显示,由实测结构可得热保护器位置不同影响动作时间和电动机温升值。将热保护器位于电动机上方和下方进行比较,热保护器位于电动机上方时的动作时间更长,而且电动机的温升值也更高。热保护器位于电动机左右两侧位置时,对热保护器动作时间和温升值影响较小。本文对空调用电容运转电动机在起安装时,热保护器与电动机的相对位置对堵转保护的影响进行分析,为电动机的设计和空调内电动机的安装位置提供一定的实验依据和理论支持。

基于主动式阻尼的混合式步进电机转速振荡抑制控制

混合式步进电机因其特殊的机械结构导致自身阻尼极小,在实际运行过程中会发生振荡过大,甚至失步的问题。为提高混合式步进电机的控制品质,提出一种基于主动式阻尼的步进电机转速振荡抑制方法。首先,将电机模型转化至同步旋转dq坐标系,将电流i_d控制恒为额定电流,利用位置误差和速度误差调节电流i_q生成瞬时转矩,抑制电机运行时存在的振荡现象。其次,为实现电机闭环反馈控制,提出一种将同步频率提取滤波器(SFF)与三阶锁相环(PLL~3rd)相结合的无传感器控制方法。SFF可以滤除反电动势信号中的高次谐波,PLL~3rd能消除转速变化过程中的稳态误差。实验证明,该方法有效抑制了步进电机运行过程中的振荡现象,提升了电机的运行品质。

基于ESMO-DPLL的混合式步进电机主动式阻尼控制

针对混合式步进电机阻尼系数较小引起的振荡以及失步问题,提出一种主动式阻尼闭环控制方法提高步进电机的控制品质。首先,该方法基于同步旋转dq坐标系下的电机模型,将电流id控制恒为额定电流,利用转速误差调节电流iq生成瞬时转矩,改善电机运行时存在的振荡现象。其次,为实现转速闭环,提出一种扩展滑模反电动势观测器(ESMO)与双锁相环(DPLL)相结合的无传感器控制方法,ESMO改善了传统滑模观测器的抖振问题,DPLL能消除加减速过程中的稳态误差。最后,通过实验验证了所提方法的有效性。

电力机动绞磨反转自锁超越离合器设计及动力学仿真分析

电力机动绞磨是电力工程施工中不可或缺的工具,而超越离合器作为机械传动系统中的核心部件,其作用是在驱动和被驱动部件之间传递扭矩,同时具有在载荷条件下实现反向锁止的功能,直接关乎电力机动绞磨工作的可靠性和安全性。为了防止电力机动绞磨工作过程中发生溜车现象,研究其中的超越离合器结构具有重要意义。文章以电力机械工程施工中常见的机动绞磨为研究对象,建立了超越离合器实体模型和动力学模型,在结构相同的情况下,分别对三种布局方式的超越离合器反转自锁规律进行仿真计算,探讨了在相同工况条件下三种超越离合器反转自锁的工作规律,通过分析各项仿真数据,得出综合效能更优的超越离合器制造方法,旨在为反转自锁超越离合器的应用提供参考。

基于模型预测锁相环的永磁同步电机转子位置估计方法

针对传统锁相环(PLL)估计永磁同步电机转子位置存在响应速度慢及跟踪精度低的问题,提出一种基于模型预测锁相环的转子位置估计方法。首先,对永磁同步电机模型预测控制原理进行分析,将传统模型预测控制方法与锁相环结合,提出一种模型预测锁相环(MP-PLL)结构;然后,结合离散位置搜索算法对转子位置进行估计,通过高效优化离散位置搜索算法改善模型预测锁相环在宽转速范围内的性能,提高其鲁棒性和转子位置估计精度;最后,进行仿真和实验验证。结果表明,在永磁同步电机参数变化情况下,所提出的模型预测锁相环比传统锁相环具有更好的响应性能,能快速准确地实现永磁同步电机转子位置估计。

永磁同步电机改进型全阶滑模观测器无传感控制

针对传统全阶滑模观测器在运行过程中系统抖振大及观测精度低的问题,提出了一种可控边界层的全阶滑模控制策略。引入归一化锁相环进行转速估计,避免参数变化对估计值的影响,使转子位置识别更加精确。利用Lyapunov方程证明了算法的稳定性。最后通过仿真和试验验证了改进型全阶滑模观测器无传感控制策略的可靠性和准确性。

基于位置误差补偿的PMSM无感控制策略

滑模观测器对扰动和系统模型的不确定性有较强的鲁棒性,是永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)无感控制系统的常用方法。为了降低滑模观测器的抖振,通常将原有的符号切换函数换成带有边界层的切换函数,如sigmoid之类的双曲型函数。这类方法能有效减小抖振,却增大了转子位置估计误差。本针对该类函数的缺点以及低次谐波所带来的相位滞后问题,设计了一种带补偿的二阶锁相环,以减小观测器的位置估计误差。通过MATLAB/Simulink搭建仿真平台,验证了该方案能有效减小转子位置估计误差。

基于高频注入法的SPMSM运行研究

建立高频信号激励下表贴式永磁同步电机(Surface-mounted Permanent Magnet Synchronous Motor,SPMSM)的数学模型,基于脉振高频注入法构建SPMSM矢量控制系统,采用龙贝格观测器进行转速与位置估计,提高位置估计精度,实现电机无位置传感器低速运行;采用锁相环并通过二次谐波检测实现转子磁极的初始位置估计,保证电机快速起动。在MatLab/Simulink平台上,对所提出的方法进行仿真。结果表明,该方法提高了电机低速运行时的控制精度。

航空航天用无接触式锁定电机的数学模型和实验研究

针对星上光学设备上的驱动单元的休眠锁定需求,经过方案对比,提出了一种无接触式锁定电机结构,具有轻量化、分辨率高等突出特点。进行了模型分析和有限元仿真计算,研制了样机并进行了实验测试,实验结果证明该锁定方案具有较好的工程实用价值。

一种新型滑模观测器的PMSM无传感器预测控制

为了提高永磁同步电机(PMSM)无位置传感器位置检测精度,提出了一种新型滑模观测器(SMO)的无位置传感器有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)方法,用于表贴式PMSM驱动采用FCS-MPC策略解决传统矢量控制无法满足系统快速响应的问题,并能有效地避免比例积分(PI)控制器的整定困难。利用增强的正交锁相环(eQPLL)从SMO的估计反电动势获得PMSM的转子位置角和转速,并将估计出的转子位置角和转速反馈到模型预测控制(MPC)模块,实现无位置传感器控制,增强了控制器的鲁棒性实验结果表明所提控制方法在无位置传感器位置和转速检测精度的提高上是可行的。

基于自适应滑模观测器的无位置传感器控制

本文就三相内置式永磁同步电机基于滑模观测器的设计方法展开研究。传统滑模观测器采取扩展反电势建立观测器模型,针对抖振和相位滞后问题,研究了归一化锁相环与反电势估计器相结合的自适应滑模观测器。自适应滑模观测器采用饱和函数及变滑模增益抑制抖振,运用自适应反电势估计器提取扩展反电势信息,并结合归一化锁相环进行转子位置角估计,提高了系统估计精度。通过仿真和实验对比了两种滑模观测器的运行效果,结果表明,自适应滑模观测器能够有效地估计转子位置和转速,具有良好的动态性能。

基于单相锁相环无相移同步旋转滤波器的永磁同步电机无位置传感器控制

针对滑模观测器中观测值存在脉动误差及由前级低通滤波器带来的相位滞后,提出一种基于单相锁相环无相移同步旋转滤波结构.首先,基于电机数学模型建立滑模观测器,分析传统同步旋转滤波器产生相位滞后的原因;其次,省去前级低通滤波器,经过dq变换滤除反电动势中的高次谐波与抖振,采用旋转坐标系下的单相锁相环计算转子位置和转速;最后,搭建Matlab/Simulink仿真模型,建立永磁同步电机无位置传感器矢量控制实验平台,对传统同步旋转滤波器和基于单相锁相环无相移旋转滤波器分别进行性能比较.仿真和实验结果表明所提方法相较于传统同步旋转滤波结构,跟踪性能更好,观测精度更高.

水液压马达定子曲线设计方法与自锁问题研究

内曲线式水液压马达采用高压水推动柱塞,柱塞上部的滚子作用于定子导轨内表面,通过相互作用带动转子旋转,进而使马达运转。但在滚子与定子导轨接触时,会时常发生自锁现象,导致马达不能正常运转。为解决自锁问题,分析滚子与定子接触时的压力角,并对改进前后的定子曲线的轮廓进行对比;重新设定定子的幅角得到新的曲线方程,利用MATLAB进行编程生成定子曲线,并利用三维软件完成定子导轨模型的建立。新的定子曲线有效避免自锁现象发生。