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.     

内置式永磁同步电机初始位置检测方法研究

电机初始位置准确性直接决定着电机的启动性能,介绍了一种基于高频脉振电压注入的转子初始位置检测方法。在估计的转子参考坐标系中注入高频的脉振电压,并在对应的高频电流响应中提取出位置估计信号同时在高频电流的二次谐波分量中提取出极性判断信号。仿真结果显示能快速准确的得到估计的转子初始位置,从而验证了方法的有效性。     

低速时永磁同步电机新型位置观测器设计

表贴式永磁同步电机(PMSM)零速和低速运行时,传统高频注入法由于电机交直轴对称性,难以估算表贴式电机转子位置.为此这里在虚拟脉振高频注入法的基础上,对转子位置估计算法进行改进,设计的新型转子位置观测器包含高频信号筛选与虚实轴坐标变换、转子信息外差法提取和控制器选择与机械运动方程设计,可有效提取虚拟坐标系和同步坐标系的相角误差和估计转子位置,与此同时,采用二阶广义积分器(SOGI)代替传统数字高阶滤波器,降低系统延时.仿真和实验证实了该方案的有效性.     

基于高频电流注入法的SPMSM初始位置检测

提出了一种基于脉振高频电流信号注入法的表贴式永磁同步电机的初始位置检测方法.通过在电机估计直轴注入一个高频电流信号,再检测电机估计交轴的高频电压响应,得到转子位置误差角信息.通过PI调节器将该误差调节至零,从而实现了表贴式永磁同步电机的初始位置检测.对该方法进行了理论推导和仿真,并在试验平台上进行了验证.试验结果表明,该方法可较精确地得到电机的初始位置,并具有结构稳定、易于实现的优点.     

高频脉振信号注入永磁同步电机无滤波器初始位置辨识方法

针对传统高频信号注入永磁同步电机转子初始位置辨识方法中滤波环节产生的相移影响最终辨识精度的问题,提出一种无滤波器高频脉振信号转子初始位置辨识方法.该方法较传统利用低通滤波器分离高频信号分量方法,改进为利用估计直轴和估计交轴响应电流信号进行解调,去除高频分量,对解调后的信号进行锁相,辨识出转子初始位置.提出利用磁路饱和效应对转子磁极极性进行辨识的方法,提高磁极极性辨识准确性.最后在永磁同步电机矢量控制平台验证了该方法的可行性.     

一种表贴式永磁同步电机磁极极性判断方法

针对基于脉振高频电压注入式的表贴式永磁同步电机无位置传感器控制技术中存在的无法快速准确确定磁极极性的问题,设计了一种改进型的初始位置观测器来获得初始位置并判断磁极极性。利用表贴式永磁电机的饱和凸极效应,在定子电流响应中提取位置信息,进行磁极判断来得到正确的初始位置。并通过估计坐标系下直轴高频电流响应的直流分量符号,判断转子磁极极性。通过仿真、实验验证了其准确性以及可靠性。     

混合励磁磁通切换永磁电机初始位置检测方法比较

为实现混合励磁磁通切换永磁电机转子初始位置检测,本文在电机d轴、q轴分别注入高频电压信号来估计转子位置。在电机d轴注入高频电压信号时,通过采集q轴电流来获得转子初始位置;在q轴注入高频电压信号时,通过采集励磁绕组电流来获得转子初始位置。通过比较两种初始位置检测方法,基于d轴高频电压信号注入的初始位置检测方法,无法直接判断磁极极性,需要额外的方法判断磁极极性;而基于q轴高频电压信号注入的初始位置检测方法,利用电机励磁绕组和电枢绕组的互感识别转子初始位置,无需额外的磁极极性判断可直接估计出转子位置。最后,在一台12/10混合励磁磁通切换永磁电机的测试平台对两种初始位置检测方法进行了验证。     

基于脉振高频电流注入SPMSM低速无位置传感器控制

针对转子磁钢表贴式永磁同步电动机(SPMSM),提出了一种基于脉振高频电流注入的低速无位置传感器控制的新方法。其原理是在估计的同步旋转坐标系直轴上注入高频正弦电流,通过检测交轴电流环PI调节器的输出电压量,获得含有转子位置估计误差的信号,对此进行适当的信号处理得到估计转子位置角,从而实现无位置传感器控制。对该方法进行了理论分析、仿真与实验验证,结果表明该方法在低速和零速下均能准确地检测电动机转子的位置和速度,相较于脉振高频电压信号注入法,所提出的方法结构更简单,且稳定性更高。     

基于电流响应包络线的永磁同步电机转子初始位置检测

针对无位置传感器永磁同步电机转子初始位置检测存在的多次信号注入、过程复杂及依赖参数等不足,提出了一种基于电流响应包络线的新型检测方法。该方法仅在估算两相坐标系上注入一次脉振高频电压信号,同时控制估算坐标系低频旋转。通过提取直轴电流响应正包络线最大值对应的估算坐标系位置确定永磁体正方向,经位置补偿后获得转子初始位置。为提高检测精度,进一步提取交轴电流响应正包络线最小值对应的估算坐标系位置,并以其修正转子初始位置。此外,还分析了注入电压信号幅值及频率对该方法的影响。实验结果表明,该方法实现过程简单快速,检测最大误差为4.1?,平均误差为1.8?。     

永磁同步电机新型转子位置估计误差补偿策略

分析了传统永磁同步电机脉振高频电压注入法采用传统调制信号下,定子电阻与电感参数的不同匹配对电机转子位置估计系统稳定性的影响,表明不同的电阻与电感参数匹配易造成电机转子位置估计系统不稳定。针对该问题,利用锁相环技术锁定交轴高频电流响应相位,构造新型同相位的调制信号用于对高频交轴电流响应的处理,保证电机转子位置估计系统为稳定的负反馈系统。与此同时,提出新型转子位置估计误差补偿策略,有效避免转速升高情况下反电动势项以及交叉耦合项造成转子位置估计误差增大的问题。实验结果验证了新型转子位置估计误差补偿策略的有效性和实用性。     

零速和低速下永磁同步电机转子位置估测方法

基于转子凸极追踪的思想。在永磁同步电机定子绕组注入高频电压，对提取的电流进行坐标变换，获得转子位置信息。将该信息送入特别设计的转子位置估测器中，可以得到转子的精确位置。设计转子他置估测器的结构和算法，对其进行仿真研究，仿真结果证明了该方法的正确性。     

零速和低速下永磁同步电机转子位置估测方法

基于转子凸极追踪的思想,在永磁同步电机定子绕组注入高频电压,对提取的电流进行坐标变换,获得转子位置信息。将该信息送入特别设计的转子位置估测器中,可以得到转子的精确位置。设计转子位置估测器的结构和算法,对其进行仿真研究,仿真结果证明了该方法的正确性。     

永磁同步电动机DTC的初始转子位置估计方法

高性能的永磁同步电动机直接转矩控制需要准确知道电机的初始转子位置,如果初始转子位置估计误差超过了30°电角度,会导致电机起动失败。在永磁同步电动机数学模型的基础上,利用注入高频信号的方法来实现对凸极式永磁同步电动机初始转子位置的准确估计。该方法通过向定子绕组注入高频电压信号,对产生的高频电流分量进行分析和处理,并加入电机的磁极检测,从而实现对永磁同步电动机转子初始位置的准确估计。仿真结果证明了该方法可以准确地估计出永磁同步电动机初始转子位置,具有较好的鲁棒性。     

无位置传感器永磁同步电动机控制系统

通过建立永磁同步电动机的数学模型和研究无位置传感器的控制技术，提出了在不同情况下检测电机转子位置方法。利用电机绕组中电压和电流信号，通过高频电流注入法和扩展卡尔曼滤波法对转子初始位置及转子运动时的转子位置进行检测。给出了基于DSP的无位置传感器永磁电机矢量控制系统设计方案。     

永磁同步电机转子初始位置的检测方法

针对永磁同步电机初始位置检测已有方法依赖电机参数,电流相位提取算法复杂,并在检测过程中会造成转子发生转动等问题,提出一种基于高频电压信号注入检测电机初始位置的方法.该方法通过对高频电压响应的电流进行解调、滤波和最小二乘拟合处理后,再计算出正弦化响应电流最大值时的相位,便得到获取转子初始位置信息,最后利用磁路饱和凸极效应,判定永磁体的极性.仿真及实验结果表明,该方法能准确检测出转子初始位置,不会使转子发生移动,也不需要知道电机的参数,硬件结构简单.位置检测的平均误差为3.33°,可满足永磁同步电机的平稳启动需求.     

油泵水泵用无刷直流电机定位算法验证

提出一种汽车油泵、水泵用无传感器无刷直流电机定位算法.算法采用6脉冲方式加电,通过AD采集端采集回路电流,记录回路电流达到设定电流阈值的时间,从而依靠三相执行时间之间的关系进行转子位置检测,最终按照一个电周期内6个位置区间确定转子的位置.结合硬件测试发现,算法较传统的定位方式具有定位高效快速、适应性强、可移植性强的特点.     

一种无传感器无刷直流电动机的控制方法

介绍了一种新的无位置传感器无刷直流电动机的转子位置检测方法-速度无关位置函数法。利用DSP的强大运算功能,通过分析永磁无刷直流电动机的相电压与相电流给出转子速度无关位置函数。该方法能在转子转速接近为零到高速时较好地确定转子的位置,可靠准确地换相,从而简化了硬件电路,提高了转子的位置估计精度。实验表明,该方法具有良好的调速性能。     

改进的面贴式永磁同步电机转子初始位置检测

针对基于常规的高频注入法在检测永磁同步电机(PMSM)转子初始位置时,存在位置估算结果可能反向的问题,根据定子铁心的非线性磁化特性,提出了一种转子永磁体N/S极极性判定和转子初始位置检测的方法.通过对高频电流负序分量的分析,提取转子凸极位置信息,并利用旋转电流矢量幅值变化的情况,完成转子永磁体N/S极极性判定,解决了常规高频注入法存在的问题,准确检测出转子的初始位置.通过对一台面贴式PMSM的转子初始位置检测实验,验证了该方法的有效性.     

卡尔曼滤波用于低速下PMSM检测转子位置

将卡尔曼滤波理论和高频信号注入法结合起来,利用高频信号注入法检测电机凸极效应跟踪转子位置,设计卡尔曼位置观测器,消除系统噪声和测量噪声的影响,来准确观测低速及零速情况下无位置传感器永磁同步电机的转子位置。通过仿真验证表明,在有系统噪声和测量噪声的情况下,基于卡尔曼位置观测器的脉动高频信号注入法能够有效去除干扰噪声,精确地跟踪转子位置。     

空调压缩机低速无位置传感器控制策略

由于空调压缩机内部含有腐蚀性制冷剂,无法安装位置传感器,传统的恒流频比(I/f)方法在中、高速以下运行时,存在控制精度低、响应慢等问题。针对这一问题,提出了基于脉振高频正弦电压注入策略。通过对电流信号进行处理,获取得到转子位置、磁极方向信息。引用了锁相环(PLL)位置跟踪策略以降低对电机参数与检测精度的依赖性。为检测出转子磁极方向,提出了一种对正、负半轴的直轴高频电流信号分别进行积分、比较的转子磁极方向识别策略。仿真与实验结果表明该方法能在低速条件下对转子位置快速跟踪,鲁棒性强。