电压矢量定向的PMSM转子初始位置测量方法及应用

永磁同步电动机控制系统采用矢量控制时需要精确的转子位置信号以实现磁场定向控制。从永磁同步电动机的数学模型出发,提出了一种新型的基于电压矢量定向的转子位置测量方法,可以实现安装绝对值编码器的永磁同步电动机的转子初始位置补偿角的计算。在永磁同步电动机驱动控制系统中对该方法进行了实验验证和应用。实验结果表明,使用该方法的永磁同步电动机转子初始位置测量算法简便,无需电流传感器工作,初始定位不存在抖动,系统编程容易实现。     

永磁同步电动机无传感器技术的研究

介绍了一种永磁同步电动机转子位置的检测方法.利用磁链、电流、电压各空间矢量间的特定关系,根据检测到的定子电压和电流,估算出定子电流所产生的磁链幅值和相角,以及定子合成磁链的相角,从而估算出永磁同步电动机的转子角.据此设计了一个无传感器永磁同步电动机调速系统.最后对该控制系统进行了仿真,仿真结果表明,该检测方法简单可行,检测模型运行于电机10%额定转速以上时有较高的精度.     

基于DSP的无位置传感器永磁同步电机矢量控制系统

1引言近年来,随着永磁材料性能的不断提高和完善以及永磁电机研发技术的不断成熟,永磁电机正向微型化、大功率化和智能化方面发展。永磁电机由具有三相对称绕组的定子和材料为永磁磁钢的转子组成。当电机转子旋转时,根据其在定子上产生的反电势波形的不同,可分为梯形波的无刷直流电动机(BLDC)和正弦波的永磁无刷同步电动机(PMSM)两种。由于永磁同步电机转子的磁通位置与转子机械位置相同,通过检测转子的机械位置便可知电机转子的磁通位置。在传统的方法中主要是在电机转子轴上安装传感器,但这些器件增加了控制系统的成本而且也使得系统的可靠性有所降低,不能广泛的得到应用。本文中主要根据PMSM的基本电磁关系,通过可直接检测出的定子三相端电压和电流计算出转子位置角θ和转速ω,控制策略采用转子磁场定向控制,利用电压空间矢量SVPWM技术产生PWM控制信号来控制功率驱动逆变电路。2PMSM的数学模型和矢量控制原理我们采用理想电机模型的假设,经过一系列推导后可得到PMSM在坐标系下的数学模型如下:电压方程u=(1)定子绕组磁链方程ψ(2)永磁同步电动机的电磁转矩可表示为T(3)式中ud,uq——d、q轴电压;id,iq——d、q轴电流;Ld,...     

基于矩角控制的永磁同步电动机位置控制系统

从直接转矩和矢量控制的优缺点分析入手,提出了以矩角为核心的控制策略,分析了电机的矩角特性和定位特性.在矩角控制的基础上提出了永磁同步电动机的位置控制方案,并用仿真和实验曲线证明其定位性能.此外,为避免三相电流控制时的相互影响,本文以电流矢量作为直接控制对象,通过预测下一时刻电流误差大小,选取适当电压矢量,从而减小了电流波动,获得很好的电流跟踪性能.     

反电动势三次谐波高占比五相永磁同步电动机转子初始位置估计方法

含有三次谐波反电动势的五相永磁同步电动机,注入三次谐波电流可进一步提高其负载能力,预先获得其精确的转子初始位置直接决定其启动性能。针对反电动势三次谐波高占比的五相永磁同步电动机,提出一种基于脉冲电压注入的转子初始位置估计方法。利用两相静止坐标系下基波平面数学模型,推导转子位置估计公式;分析转子处于不同位置时应注入的最优电压矢量,根据初步估计的转子位置角选择优化电压矢量,通过二次注入提高估计精度。基于绕组函数法,分析电枢磁动势与基波和三次谐波电流的关系,提出在三次谐波平面向电机施加方向相反的2个电压矢量,根据三次谐波平面电流幅值判断转子磁极极性的策略。实验结果验证了所提转子位置估计算法的有效性,最大估计误差为±5°。     

PMSM转子初始位置检测方法的研究与应用

为确保永磁同步电动机高性能调速系统所要求的高转矩、无反转启动特性,结合变频控制器的控制性能,提出了一套转子初始位置检测的实用方案.依据永磁同步电动机的凸极效应及铁心磁饱和特性,采用SVPWM调制方式,通过向电机施加不同方向的等幅电压矢量、检测和比较定子电流响应变化速率,实现转子初始位置的检测.实验结果验证了该方案的有效性和可行性,可作为一个功能模块在永磁同步电动机调速控制器产品中得到应用.     

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、不易维护等同题,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UKF的永磁同步电动机无传感器矢量控制研究

针对扩展卡尔曼滤波状态估计为有偏估计,对模型误差鲁棒性差等问题,将无轨迹卡尔曼滤波引入永磁同步电动机控制中,研究了基于无轨迹卡尔曼滤波的永磁同步电动机无传感器矢量控制策略,利用永磁同步电动机dq坐标系下的非线性模型和无轨迹卡尔曼滤波技术建立了无轨迹卡尔曼观测器,该观测器不需要电机机械参数和电机转子初始位置信息,可以实时估计电机定子直轴电流、定子交轴电流、转子位置和转速.仿真研究表明,所设计观测器能准确估计电机直轴电流、交轴电流、转子位置和转速,具有较好的速度响应特性,并对转子初始位置误差具有较快的收敛特性.该观测器也对系统参数摄动、外部干扰、测量误差、过程噪声和测量噪声具有很强鲁棒性.     

兆瓦级永磁同步风力发电机无速度传感器矢量控制方法研究

针对兆瓦级永磁同步风力发电直驱系统应用,提出一种基于锁相环模型和模型参考自适应原理的永磁同步风力发电机无速度传感器矢量控制方法.该方法采用软件锁相环模型锁相定子电压,并以此为基础,根据模型参考自适应原理,建立转子位置定向调节器,实现矢量控制坐标系的准确定向.应用所提方案于兆瓦级永磁同步风力发电机的矢量控制系统,实验结果表明,在电机可能运行的速度范围内,该算法工程实现较简单、系统鲁棒性强,动态响应快,从而验证了所提控制算法的正确性和可行性.     

同步磁阻电动机设计分析

介绍了一种新型同步磁阻电动机的结构及仿真设计.电动机转子采用栅格叠片结构,驱动控制器采用电流矢量控制方式.与永磁同步电动机相比,在同等功率条件下大大降低了电机的成本,同时拓宽了电机的使用范围,提高了电机运行的可靠性.