基于锁频环的内置式永磁同步电机无传感器控制

针对传统利用锁相环获取扩展反电动势中转速与转子位置信息的方法在电机升速或降速时会产生一定转速观测误差的问题,提出一种基于锁频环的内置式永磁同步电机无传感器矢量控制策略。采用锁频环辨识转子角速度,可有效增强电机在升速或降速时对转速的辨识能力;在此基础上,利用同步坐标系滤波器指定消除扩展反电动势中包含的低次谐波;设计输出滤波器进一步提高转速与位置观测的抗扰能力。此外,文中推导转速与位置观测的传递函数,依据传递函数给出控制参数设计原则,最后通过仿真及硬件在环测试,验证该方案的可行性。     

一种自适应滤波的永磁同步电机转子位置估算方法

针对基于反电动势(EMF)模型法的内置式永磁电机(IPMSM)无位置传感器控制中,逆变器的非线性和磁场空间谐波会引起反电动势产生6k±1次谐波,最终导致估算的转子位置中存在6k次脉动,降低转子位置估算精度的问题,提出一种双线性递归最小二乘(BRLS)自适应滤波的转子位置估算方法。该方法通过滑模观测器获取反电动势,然后依据信号增强的原理,由双线性递归最小二乘自适应滤波器通过在线更新滤波器系数,跟踪并滤除反电动势估算值中指定的谐波分量,进而抑制转子位置中6k次谐波脉动。实验结果表明,所提出的自适应滤波的转子位置估算方法收敛速度快、精度高,能可靠抑制谐波并提高转子位置估算精度。     

基于有限位置集锁相环的永磁风力发电机转子位置估计方法

针对风速突变时,同步参考系锁相环(SRF-PLL)估计永磁同步发电机(PMSG)转子位置存在响应速度慢及跟踪精度低的问题,提出一种基于有限位置集锁相环(FPS-PLL)的转子位置估计方法。将某一时刻的转子位置离散出多个位置信息,结合滑模观测器和设计的反电动势代价函数计算评估反电动势准确提取实际转子位置。该方法省略SRF-PLL的PI整定过程,并增强了抗风速突变的系统扰动能力。仿真和实验结果表明:在风速突变下能够快速跟踪转子位置和转速信息,转速跟踪整定时间减少42 ms,位置误差在0. 03 rad以下,具有良好的动静态性能及更高的估计精度。     

直驱型永磁同步风力发电机无传感器控制

在分析直驱型永磁同步风力发电机数学模型的基础上,确定了一种基于滑模观测器和扩展卡尔曼滤波的转子位置和转速估计方法,并给出了系统控制策略.针对内埋式永磁同步电机直轴和交轴电感差别较大的特点,采用两相静止坐标系下的基于扩展反电动势的永磁同步电机滑模观测模型,并将耦合项作为扰动量进行解耦计算.采用卡尔曼滤波器以便滤除估计的扩展反电动势测量噪声分量,并增强其对于系统扰动和参数变化的鲁棒性.采用三相锁相环进行转子位置角和转速的提取.仿真和实验结果表明:该方法可以快速准确地得到转子位置和转速信息并应用于系统控制.     

一种改进型EMF谐波自适应补偿的PMSG无位置传感器控制方法

提出一种改进型反电动势谐波自适应补偿的PMSG无位置传感器控制方法,该方法在滑模观测器SMO(sliding model observer)的基础上引入自适应广义二阶积分器SOGI(second order generalized integrator),减小了反电动势观测中谐波对转子位置的影响,提高了转子位置估计的准确性。由于电机参数的变化和变换器的非线性,在无位置传感器控制算法中含有大量的5、7、11次等低次谐波。使用自适应SOGI取代低通滤波器,对基频信号进行提取,一方面减小了低频谐波含量,从而减小了由低频谐波引起的转子位置估计偏差,同时消除了由滤波延时引起的相位偏差;另一方面提高了系统的跟踪性能,使得相位误差收敛于0。最后,通过仿真和实验验证了所提方法的正确性和可行性。     

一种自适应同步滤波器和正交锁相环相结合的滑模观测器

为了提高表贴式永磁同步电动机的速度和位置观测性能,提出一种自适应同步滤波器和正交锁相环相结合的滑模观测器。首先,基于电机数学模型,构造滑模电流观测器,得到反电动势;其次,滤波器以锁相环计算的位置信号为参考,自适应调节带通截止频率,滤除反电动势中的大量抖振和谐波,并同步输出基波反电动势;之后,锁相环根据基波反电动势计算出转子速度和位置;最后,搭建Matlab/Simulink仿真模型和基于d SPACE半实物仿真实验平台。仿真和实验结果表明所提出的方法跟踪性能好并且对电机参数摄动具有很强的鲁棒性。     

基于锁相环的永磁同步电机无传感器控制

基于滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制系统中由于滑模自身机制带来的高频抖动,会使电机转子位置以及速度估计时存在很大的误差.为了解决这一问题,将滑模观测器与锁相环技术结合起来,先通过滑模观测器估计电机反电动势,然后再构造基于锁相环结构的转子位置检测单元,从估计的反电动势中提取电机转子位置和速度信号.这种方法能够避免滑模观测器直接通过数值关系运算得到转子位置和速度存在的抖动现象,从而一定程度上削弱估计反电动势中的高频抖动分量对系统被估量的影响,提高了估计精度,仿真分析和实验结果均表明该方法的正确性和可行性.     

基于改进型滑模观测器的PMSM无传感器控制

为提高永磁同步电动机(PMSM)无传感器控制系统中电机转子位置及速度的估计精度,研究了一种带有串联低通滤波器(CLPF)及补偿环节的改进型滑模观测器(SMO)。建立了PMSM在静止坐标系下的动力学方程,介绍了传统的SMO,分析了反电动势估计值中高次谐波分量形成原因及其对估计结果的影响。为彻底滤除高次谐波分量,引入了串联LPF及其补偿环节。建立了基于改进型SMO的PMSM无传感器控制系统,并搭建了实验平台。实验结果表明,改进的滑模观测器可以有效滤除反电动势估计信号中的高次谐波分量,并提高转子位置及速度的估计精度。     

基于ESO的PMSM转子位置与转速估计

针对永磁同步电机(PMSM)无传感器控制系统,设计了一种新型的基于扩张状态观测器(ESO)的转子位置与转速观测器。利用自抗扰控制技术中的ESO能精确估计扰动的能力,将含有转子位置和转速信息的反电动势项视为扰动,将电流电压信号分别作为ESO的状态和输入,从而估计出反电动势。考虑到估计得到的反电动势中含有谐波和高频噪声的存在,设计锁相环(PLL)从反电动势中解算转子位置和速度信息。搭建了实验平台,和常用的滑模观测器(SMO)进行了对比,仿真实验验证了该方法的有效性。     

改进滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制

针对采用滑模观测器的永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制系统中转速和转子位移角难以准确估计的问题,指出滤波后反电动势幅值减小造成转速估计值存在较大偏差,而滤波后反电动势相位滞后和转速估计值的不准确造成转子位移角出现偏差并难以准确补偿。提出用滤波后的反电动势信号替代滤波前含有抖振的反电动势信号作为反馈信号的滑模观测器改进方案,以抑制滤波造成的幅值减小和相位滞后。采用跟踪-微分器(TD)对转速给定信号进行滤波、通过优化转速环和电流环比例积分(PI)参数以减小实际反电动势本身的高频成分。仿真和实验结果表明了该方法的有效性。     

基于序阻抗的虚拟同步机同步频率谐振现象

针对虚拟同步机（VSG）的同步频率谐振（SFR）现象,鉴于多输入多输出功率耦合模型的不足,通过建立可描述VSG宽频域动态特性的单输入单输出序阻抗模型,提出一种基于序导纳和序阻抗的SFR分析方法,并对单环和多环控制VSG的SFR现象进行对比研究。基于序导纳的极点分布,有效研究SFR与VSG功率环控制参数、虚拟阻抗、内环控制及电网阻抗之间的关系;基于序阻抗的频率特性曲线,对比内环控制引入前后SFR的阻尼特性,从“负阻尼”的角度揭示单环和多环控制VSG的SFR谐振机理;搭建基于RT-Box的实验平台,验证VSG在不同控制方案及不同电网阻抗下的SFR现象,指明VSG控制的优化设计方向。     

基于虚拟同步发电机控制的并网变流器同步频率谐振机理研究

虚拟同步发电机控制策略是解决高渗透率新能源并网问题的有效方案之一。然而,不同于传统同步发电机,变流器模拟的虚拟同步发电机因其快速灵活的调节能力可能引发同步频率谐振现象。通过建立精确的虚拟同步发电机动态模型,分析得到同步频率谐振现象是由电磁磁链的动态过程引入;基于此谐振在控制参数设计不合理时会带来稳定性问题,提出2种阻尼控制的策略来抑制同步频率谐振现象。最后,通过搭建8 k W实验平台,验证了虚拟同步发电机中的同步频率谐振现象及所提阻尼控制策略的有效性。     

双永磁同步电机系统非级联预测速度同步控制

针对传统双电机控制系统中,运动惯性以及响应不及时等影响速度同步精度和动态响应速度的问题,本文提出了一种双永磁同步电机系统非级联预测速度同步控制策略,将双电机系统看作一个多输入多输出系统进行统一建模,应用有限控制集模型预测控制设计一个紧凑的双电机系统控制器,并将速度同步误差、速度跟踪误差和电机运行性能同时引入模型预测控制的价值函数中,实现多变量的协同优化控制。此外,为满足实际用户需求,引入弱磁、电流限制两个前端模块实现对电压、电流的约束。最后通过仿真进行了转速阶跃信号跟踪、抗负载扰动等对比验证,结果证明所提出的非级联预测速度同步控制策略较传统交叉耦合控制策略能够更有效提升双永磁同步电机系统的转速同步控制性能     

有轨电车用永磁电机同步调制技术研究

永磁同步电机相比于异步电机以其自身的明显优势在轨道交通领域有着越来越广泛的应用。本文针对有轨电车用永磁电机脉冲调制方式,分析了现有的永磁电机脉冲同步调制技术的难点及存在的问题。结合有轨电车用永磁电机的特性以及工程实际,提出了一种简单有效的脉冲同步调制方法。该调制方法以空间矢量脉宽调制（SVPWM）的基本理论为基础,低速下采用异步调制模式,高速下采用五段式和七段式混合同步调制的模式,针对不同的调制区间采用不同的载波比构建电压脉冲。实验证明,本调制方式可以实现电机在高速区的同步调制,输出电压脉冲稳定,不同载波比切换过程中无冲击,易于工程化实现。     

基于GPS同步时钟载波电源的分布式同步测量系统

提出一种基于全球定位系统(GPS)同步时钟载波电源的分布式同步测量系统(DSMS)的结构方案,它由GPS同步时钟载波电源模块、现场信息同步测量单元(SMU)以及连接二者的载波电源传输线3部分构成.其主要特点是监控终端子站(变电站、电厂等)内各SMU的工作电源和高精度同步时钟信号由一独立的被加载了GPS时钟信号的同步时钟载波电源模块统一提供,简化了SMU的结构;现场SMU中设计了定时间间隔采样和自适应采样2种模式以供选择,并且实现了同步时标的自由设定.     

混合励磁同步电机

简述了混合励磁同步电机的工作原理、分类以及研究现状和特点,并指出了应用前景.     

Synchronous Motor Railcar Propulsion

Development of ac motor drives for rail transit car has centered on the induction motor with pulsewidth modulated (PWM) inverter control. Interest in the induction motor as a replace for the series dc traction motor stems from the simplicity of the squirrel cage rotor of the induction motor. In this article, the short-comings of PWM inverter-induction motor transit car drive are examined. It is shown that the synchronous, or brushless dc, motor drive can provide performance exceeding both the PWM inverter-induction motor and the conventional dc motor in the transit car application.     

PC间实时全双工同步通信的实现

本文介绍了同步串行通信的基本原理,及零Modem连接和Modem连接两种硬件连接方式;通过对PC通用串口工作方式的分析,指出需要添加外围电路来实现同步串行通信。本文以MOXA公司C502同步多串口卡为例介绍了如何利用驱动程序提供的软件接口开发实现同步串行的应用软件,并针对Visual C 编程中会遇到的两个问题提出了解决方法。     

直线同步振荡电动机

提出了一种新颖的电磁振荡电动机，介绍了这种电机的结构、工作原理和应用。     

站域信息实时同步采集中同步采样时钟的设计

站域信息实时同步采集是智能变电站中实现全景信息采集的关键技术。在研究基于全球定位系统(GPS)采样数据同步的基础上,针对合并单元同步采样时钟对晶振依赖性强,及在晶振老化、频率准确度降低的情况下输出误差较大等不足,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的同步采样时钟闭环校正实现方法。通过对2种同步采样时钟输出误差的定量分析,证明可通过软件补偿改善输出误差,并在提高同步采样脉冲输出精度的同时,保证输出相位的一致性。实验验证表明,该方法在使用普通石英晶振时,合并单元的同步采样值能达到0.2s级精度,体现了良好的同步性能。