永磁同步电机转子位置检测滤波方法研究

转子位置检测是实现永磁同步电机(PMSM)高性能控制的一个关键环节。由于检测环节非理想特性的存在,旋转变压器的转子位置检测结果中会产生微小误差,在电机振动噪声指标严格的领域,位置检测误差会对电机的振动噪声产生不利影响。针对以上问题,首先对旋转变压器的位置检测原理进行了简要分析,在此基础上,对旋转变压器各种非理想特性进行了分类和分析,得到了不同情况下的转子位置误差表达式。为消除可能出现的误差对电机控制造成的影响,提出一种位置检测滤波算法,仿真和试验表明:所提出的算法能有效滤除旋变位置检测误差,同时不产生延时,应用效果好。     

无位置传感器无刷直流电动机位置误差分析及补偿

针对反电动势检测法的无位置传感器无刷直流电动机在位置误差影响下性能降低的问题,研究滤波电路对电机位置误差的影响,并利用电枢反应磁动势分布图来分析电枢反应对位置误差的影响。最后,提出一种换相点自校正控制方法来实时地补偿位置误差。实验结果表明,滤波电路使得位置信号相位延迟而电枢反应使得位置信号相位超前,并证明所提出的换相点自校正控制方法的有效性。     

结合旋变误差补偿的轴角数字转换器研究

旋转变压器作为一种常用的电机转子位置检测装置,其检测精度直接影响整个控制系统的性能。为了获得高精度的转子位置信息,研究了一种结合误差补偿的软件旋变轴角数字转换器(RDC)。首先,研究采用基于三相同步参考坐标系锁相环(SRF-PLL)的位置角求解方法,滤除旋转变压器输出信号中的高频抖动分量;然后,针对旋转变压器输出信号中的零位误差、正交误差和幅值误差的影响研究采用椭圆假设算法进行消除,并研究采用谐波分离法实现对信号中的谐波误差补偿;最后,搭建仿真模型和试验平台进行了分析验证。仿真与试验结果证明了所提方法的有效性。     

脉振高频电压注入SPMSM无位置传感器控制的估计误差分析与抑制方法

在基于脉振高频电压注入法的表贴式永磁同步电机无位置传感器控制中,位置检测精度是十分重要的。首先理论分析电机参数不对称及电流检测误差等非理想因素所导致的位置检测误差,给出这些误差的具体表达式,并进行仿真验证;其次提出一种新型位置观测器结构,利用全通滤波器构成自适应滤波模块提取高频分量并消除上述谐波误差,引入滤波参数自适应调整算法和误差前馈补偿来改善观测器的动态性能;最后对所提方法进行实验验证。     

旋转变压器滑模变结构数字转换算法研究

旋转变压器的两路输出均为包含角位置信息的调幅信号,必须进行解调,以实现模拟调制信号到数字信号的转换。在旋转变压器数字转换器中,常采用锁相环作为核心的解调算法。然而,常规锁相环只是一个典型的二型跟踪环路,难于兼顾动态与稳态的性能,尤其是当被测角位置高动态变化时,解调误差较大。为提高解调精度,将旋转变压器数字转换问题转化为角度跟踪控制问题,提出了一种基于滑模变结构控制器的旋转变压器数字转换算法。该算法引入了切换控制项,可以抑制被测角位置高动态变化所导致的模型不确定性对解调精度的影响。实验结果表明,该方法是可行的。     

旋转变压器解码芯片AD2S1200的解码原理与应用分析

在高性能电机的控制中,转于位置的测量精度对电机的控制效果影响很大,为提高电机转子位置信号的测量精度,本文对旋转变压器解码芯片的解码原理进行了深入的分析,并推导出其离散化闭环传递函数,得出相应波特图和带宽;通过仿真给出了滤波电容参数与信号绕组电感、电阻参数之间的关系,分析了解码电路滤波电容的选择对转子位置角测量误差的影响,最终根据本文提出的方法选择了解码电路的最优滤波电容,并经过试验验证该方法的有效性.     

集成故障处理的电机位置信号获取策略

在传统的电机控制系统中,旋转变压器的输出信号通常被认为是理想的,但研究表明,其输出信号会受到多种因素的影响从而出现相位和幅值不平衡故障。针对该情况,提出了一种具有故障在线诊断、实时补偿功能的位置提取策略。以数字波形为操作对象,设计了基于DSP的故障检测、故障误差补偿算法。利用基于数字波形变换的方法提取近似线性信号并获取转子位置。最终实验表明,在发生故障情况下,故障处理算法可达到97.5%的改善效果,实现了具有良好性能的故障在线诊断及补偿。     

一种大功率永磁电机旋转变压器位置补偿方法

针对大功率永磁电机推进系统中旋转变压器转子位置误差补偿的应用需求,首先对位置信号采样过程中惰转转速跌落导致的位置非线性变化进行了位置重构。基于重构合成的位置信号,采用误差信号提取、误差频谱分析、特征频率补偿及查表插值的补偿方法,对旋转变压器固有误差进行了补偿。实验结果验证了位置重构和误差补偿的有效性和实用性。     

适于一体化电机系统的新结构磁阻旋转变压器的研究

旋转变压器常用来为一些电机系统，包括正弦波驱动的无刷直流电动机，提供转子位置信号。基于目前电机系统一体化的趋势，本文提出了一种新结构多极磁阻旋转变压器，结构简单可靠，能够提供准确的绝对转子位置信息，适合于电机系统的一体化。本文分析其原理及特有结构性误差，并利用有限元方法进行了磁场反问题求解，确定了理想的磁极形状。最后进行了各项误差、精度的实验验证。     

考虑信号幅值和正交误差的旋转变压器解码算法

在传统同步参考坐标系锁相环(SRF-PLL)解码算法的基础上介绍了一种双同步参考坐标系锁相环(DSRF-PLL)解码算法。由于旋转变压器在实际应用中受本体设计及信号处理电路的影响,其输出往往为包含误差的非理想信号,其中幅值不平衡和相位非正交误差占主要地位。DSRF-PLL算法将非理想信号分解成一个正序电压分量和一个负序电压分量,通过双同步坐标系(DSRF)和解耦网络结构单元来达到消除幅值不平衡和相位非正交两种误差的目的。在MATLAB/Simulink环境下搭建仿真模型对DSRF-PLL解码算法进行了仿真验证。仿真结果表明该算法在抑制旋转变压器输出幅值平衡和相位非正交误差方面的有效性。     

磁阻旋转变压器位置检测的电磁干扰抑制方法

由于航空发动机用高速起动发电机电感低、频率高,控制器对起动发电机进行控制时会对磁阻旋转变压变压器产生干扰。为保证良好的位置检测,需对电磁干扰进行抑制。通过对磁阻旋转变压器的磁场耦合和电场耦合电磁干扰的分析,确定了减小旋转变压器绕组匝数的磁场耦合干扰抑制策略,和在磁阻旋转变压器输出参考地与机壳地间添加电容的电场耦合抑制策略。采用锁相环来对位置角度信号进行平滑,构建了锁相环环路特性分析模型,提出了锁相环的参数确定方法,并对锁相环造成的相位超前进行补偿。采用中值滤波来对位置角度信号的尖刺进行滤波,提出了无需排序运算的中值滤波算法,并对中值滤波造成的相位滞后进行补偿。实测结果表明:所提出的磁场干扰抑制策略、电场干扰抑制策略、锁相环滤波算法和中值滤波算法有效可行。     

共磁路双通道旋转变压器中的粗精零位差

本文根据正弦绕组的分布函数及其产生的感应电势分析了共磁路双通道旋转变压器中粗、精机零位位置差,阐述了该位置差产生的原因,计算了不同极对数配合时误差的大小,并提出了减小该位置差的方法。     

基于旋转变压器零位检测的SRM起动策略研究

选取旋转变压器作为位置传感器,提出了开关磁阻电机定子相顺序短时导通,以检测旋转变压器零位信号的一种起动策略。通过实时监测电机的转向,修正起动转向错误时的起动通电逻辑。电机起动过程中,采用电流斩波控制方式,避免起动转矩突变和起动电流过大。实验证明该起动策略简单易行,运行可靠,实现了加装有旋转变压器的开关磁阻电机在任意初始位置下的无反转平稳起动,提高了开关磁阻电机的伺服控制性能。     

基于探测线圈的永磁电机转子位置估计

针对无位置传感器中存在的受电机结构和参数影响大的问题,本文提出通过探测线圈感应电压来获取永磁电机气隙磁场转子位置的方法,有不受电机结构参数影响的优点,通用性好,在永磁电机无位置传感器控制领域应用前景良好。通过在永磁电机内部的定子齿槽上布置两套正交的探测线圈以感应气隙磁场中的基波电压,研究布置方案和探测线圈电压幅值与相位之间的关系,提出探测线圈优化布置方案,并采用基于锁相环的位置解调方法。采用一台表贴式六相永磁电机进行仿真,结果表明所提探测线圈布置方案可提升感应电势基波的信噪比,较好的抑制三次谐波,位置估计稳态误差为1.44°,具有较好的跟踪性能。     

基于探测线圈永磁电机转子位置估计

针对无位置传感器中存在的受电机结构和参数影响大的问题,本文提出通过探测线圈感应电压来获取永磁电机气隙磁场转子位置的方法,有不受电机结构参数影响的优点,通用性好,在永磁电机无位置传感器控制领域应用前景良好。通过在永磁电机内部的定子齿槽上布置两套正交的探测线圈以感应气隙磁场中的基波电压,研究布置方案和探测线圈电压幅值与相位之间的关系,提出探测线圈优化布置方案,并采用基于锁相环的位置解调方法。采用一台表贴式六相永磁电机进行仿真,结果表明所提探测线圈布置方案可提升感应电势基波的信噪比,较好的抑制三次谐波,位置估计稳态误差为1.44°,具有较好的跟踪性能。     

三级式同步电机的转子初始位置检测方法

针对现有三级式同步起动/发电机转子初始位置检测方法在检测过程中可能会使转子发生转动,对硬件要求高,检测误差大等问题,依据旋转变压器的理论,研究了基于"主电机注入-主励磁机检测"的转子初始位置检测方法,并给出了推导过程。该方法在主电机定子侧注入旋转高频电压信号,检测主励磁机定子侧的高频电流响应信号,通过对电流信号进行滤波,坐标变换与锁相环跟踪等处理,即可获得转子初始位置。实验结果表明,该方法不会使转子发生转动,也不需要知道电机的参数,硬件结构简单。检测误差在2°电角度以内,能够满足三级式同步电机的平稳起动要求。     

基于小波变换的旋转变压器准实时故障诊断探究

针对基于旋转变压器的位置检测器中位置输出信号受噪声污染影响永磁同步电机系统性能的问题进行研究.在分析位置信号受污染对控制系统性能的影响和小波算法原理的基础上,采用准实时小波算法,对旋转变压器输出的位置信号进行降噪处理和故障诊断,仿真结果表明:采用准实时小波算法,能够在一定程度上降低系统噪声,并能够精确检测出系统的故障信息,实现对故障特性的提取和定位,进而提高了系统的控制精度、安全性和可靠性.基于小波变换的旋转变压器准实时降噪和故障诊断算法的研究对于发展高精度和高可靠性的精密测试转台具有深远的意义.     

400赫稳幅电源

400赫兹交流稳幅电源,是为了给旋转变压器、自整角机等微特电机,提供激磁电流而设计的专用电源。正、余弦旋转变压器,是将传感器原绕组和付绕组之间角位移的相对变化量,高度精确地变换成正弦和余弦函数关系的电压信号输出。当原绕组和付绕组之间的相对角位移为θ角时,付绕组的感应电势分别为:     

磁阻旋转变压器等效电路及原边反射误差分析

磁阻式旋转变压器因其结构简单和高可靠性,在新能源汽车主驱电机系统中已有越来越多的应用。在磁阻式旋转变压器的应用中,旋转变压器一般被考虑为一个变比可变的理想变压器,然后根据解码原理,分析解码误差。但是在实际应用中,旋转变压器的励磁、正余弦信号均需通过一定电路进行处理,旋转变压器自身在电路中的实际表现也会引入解码误差,这就需要我们对旋转变压器进行精确的建模,以分析其在电路中的实际负载效应。本文首先介绍了磁阻式旋转变压器的基本原理,然后详细分析了其励磁、信号绕组的自感、互感,并使用励磁绕组、信号绕组的自感、互感导出旋转变压器的等效电路,最后在此等效电路基础上分析旋转变压器与其接入的电路共同引起的解码误差,为旋转变压器的应用电路设计提供依据。     

轮毂电机无位置传感器自适应预测控制

为提高全电化装甲车轮毂永磁同步电机驱动系统的可靠性,针对经典有限集模型预测控制算法依赖电机参数及额外激励等问题,提出一种无参数依赖的自适应改进控制算法,算法将所有未建模干扰因素折算为等效总误差对经典模型进行改进,并通过等效总误差和总电感的在线估计,实现改进算法的自适应预测控制,缓解算法对参数的依赖,利用固有电流纹波激励实现位置观测器,避免额外高频信号注入的不利影响。实验结果表明,改进算法在电机不同工况和负载下能准确估计转子位置和初始磁极,不依赖电机参数仍取得较好的控制性能,验证了算法的有效性。