无刷霍尔发送器直流伺服电动机

所叙述的无刷直流伺服电动机包括两个基本部份:1)由永磁转子和作为转子位置传感器的霍尔效应装置所组成的无刷直流电动机和2)电子控制箱。该控制箱的一个重要特点是有非线性的运算放大器电路,使控制输入死区被消除,并且提供一个由定子绕组的反电势得到的负反馈控制信号。结果是装置的力矩与速度特性非常接近理想的伺服电动机:即均匀距离的负斜率的直线簇。     

盘式永磁抽油机电机无速度传感器矢量控制

通过盘式永磁同步电动机相对异步电动机所具有的一些良好特性结合在油田的实际应用情况,研究了一种基于矢量控制的模型参考自适应盘式永磁同步电机无速度传感器控制方法。对其无速度传感器矢量控制进行研究。依据永磁同步电机在同步旋转坐标系下的定子电流数学模型,基于MRAS理论提出一种神经网络在线辨识的方法,该方法为盘式永磁电动机无速度传感器的控制策略提供了新选择。理论分析及仿真结果表明基于MRAS的神经网络转速在线辨识方法的有效性和可行性。     

国外动态

数字化伺服放大器MAXON精密电动机公司开发的 DES70 / 1 0为数字化伺服放大器 ,设计用于无刷电动机的速度和转矩控制。 5 0 Hz下的正弦波整流 ,用以确保即使在低转速时平稳的速度与转矩控制。 4象限的伺服放大器表示 ,无论加速度还是制动时 ,均可顺时钟或逆时钟方向控制转速。设计上是针对装有霍耳( Hall)效应传感器和数字式编码器的无刷电动机。DES70 / 1 0还备有与低电感电动机能兼容的元件——扼流模块。该伺服放大器重 41 0 g,外形尺寸为1 80 mm× 2 6mm× 1 0 3mm。(摘译自《Mechamical Engineering》2 0 0 3,No.4)光电旋转编码…     

新型永磁同步电动机无传感器智能控制系统

在永磁同步电动机无传感器控制基本原理分析的基础上,提出了一种新型无传感器智能控制器。其中的扩展卡尔曼滤波(EKF)使用了模糊控制,而速度控制上采用了神经网络技术。神经网络速度控制不依赖于系统精确数学模型,具有动态响应快和较稳态精度高的特点。同时结合模糊控制的EKF算法可以在线调整协方差矩阵,快速收敛。在Matlab/Simulink环境下,建立了永磁同步电动机仿真模型,并对其进行了研究,仿真结果证明了所提出的无传感器智能控制器的可行性和有效性。     

感应电动机矢量控制系统的闭环转速估计方法

为降低计算量,提高无速度传感器感应电动机的转速估计速度与磁链的定向准确性,基于感应电动机的电流速度模型,设计了一种简单的闭环速度估计方法,用于无速度传感器感应电动机矢量控制系统中的速度估计.实验结果验证了该方法在感应电动机控制系统应用中的有效性.     

基于双DSP的异步电动机参数辨识实验研究

在无速度传感器的异步电动机矢量控制和直接转矩控制中,控制的精度和稳定性在很大程度上取决于电动机参数的辨识精度;同时在无速度传感器控制策略中的转速估算,同样要依赖于电动机参数。从异步电动机等效电路出发,结合电机自身特性,提出一种基于双DSP控制系统,利用变频器实现异步电动机离线参数辨识的方法。仿真和实验证明,该方法实用性很强,可以为无速度传感器的异步电机矢量控制和直接转矩控制提供高精度的参数。     

无速度传感器三电平逆变器异步电动机直接转矩控制系统(I)——基于降阶观测器的定子磁链观测和速度辨识

给出了三电平逆变器供电的异步电动机调速系统的数学模型,在固定合成矢量方法基础上,提出了一种基于降阶磁链观测器的无速度传感器直接转矩控制方法,以降阶模型为可调模型利用模型参考自适应(MRAS)方法辨识电动机转速。仿真和实验结果表明该方法能够实现高性能的三电平逆变器供电异步电动机直接转矩控制系统无速度传感器运行。     

基于自适应转速辨识的直接转矩控制系统研究

介绍了一种基于模型参考自适应系统(Model Reference Adaptive System,简称MRAS)的感应电动机无速度传感器直接转矩控制(direct torque control,简称DTC)方案.该方案中,根据Popov超稳定性理论得出了电动机转子转速的估算方法,给出了感应电动机无速度传感器DTC系统的结构,完成了以16位嵌入式微控制器dsPIC30F6010和智能功率模块为核心的控制系统设计.实验结果表明,该方案能准确观测电动机定子磁链,可以对电动机的转速进行有效的辨识.     

无速度传感器三电平逆变器异步电动机直接转矩控制系统(Ⅰ)--基于降阶观测器的定子磁链观测和速度辨识

给出了三电平逆变器供电的异步电动机调速系统的数学模型,在固定合成矢量方法基础上,提出了一种基于降阶磁链观测器的无速度传感器直接转矩控制方法,以降阶模型为可调模型利用模型参考自适应(MRAS)方法辨识电动机转速.仿真和实验结果表明该方法能够实现高性能的三电平逆变器供电异步电动机直接转矩控制系统无速度传感器运行.     

基于DSP的无刷直流电动机控制系统

设计一种基于数字信号处理器DSP的无刷直流电动机控制系统。充分利用TMS320C240DSP外设接口丰富、运算速度快的特点 ,采用PWM方式 ,以霍尔传感器作为位置和速度传感器 ,实现对无刷直流电动机的位置与速度控制。     

基于新型全阶观测器的感应电机无速度传感器控制

随着我国海上风电的迅猛发展,感应电机作为一种主流电机已广泛用作海上风电中的发电机组。针对感应电机无速度传感器控制中转速估算误差大、过渡不平滑及反馈矩阵的计算量大等问题,设计了一种基于简化型反馈矩阵的新型全阶观测器方案。设计时先按照极点平移法推导出反馈矩阵中各元素的表达式,再从稳定性与收敛速度两方面综合考虑,提出一种反馈矩阵的简化思想,以减小计算量及实现难度。通过对方案进行仿真与实验,结果表明该新型全阶观测器在感应电机的无速度传感器控制过程中观测精度高,动态性能好,工程实用性强。     

Application of induction motor speed sensorless vector control to railway vehicle traction

Pulse generators (PGs) are equipped to detect the rotor frequency of induction traction motors for torque control in railway vehicle traction field. Eliminating PGs is preferable from the viewpoints of increasing the reliability of the traction system, reduction of both the initial and maintenance cost, and downsizing induction traction motors. Expecting those advantages, we have been studying the application of a sensorless control method to induction traction motor control. Prior to some reports of studies and tests to apply speed sensorless strategy to railway vehicle traction we launched ideas to apply the speed sensorless control strategy and results of the studies and tests. In this paper, we present the novel control method for railway vehicle traction and some results of theoretical study and tests. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 161(2): 69–77, 2007; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20273     

基于交互式MRAS策略的无轴承异步电机无速度传感器矢量控制系统

针对无轴承异步电机无速度传感器运行的需要,提出了一种交互式模型参考自适应系统的参数辨识方法,实现了转子速度和定子电阻的在线独立辨识。计算机仿真和实验结果表明,无轴承异步电机转矩绕组定子磁场定向的交互式模型参考自适应控制系统能在大负载扰动下实现无速度传感器方式的电机稳定悬浮运行,验证了本文所提方案的有效性。     

无速度传感器异步电机按定子磁链定向的矢量控制系统

为提高异步电机控制系统的可靠性和适应性,结合模型参考自适应(MRAS)理论和PI自适应算法,构造了一种改进的无速度传感器异步电机按定子磁链定向的矢量控制系统.系统采用具有自适应补偿的电压模型估算定子磁链,PI自适应法估计转速.仿真及实验结果表明,该系统具有良好的稳态辨识特性和鲁棒性.     

采用抗差扩展卡尔曼滤波器的感应电机转速估计方法

扩展卡尔曼滤波器(extended Kalman fileter,EKF)已广泛应用于无速度传感器矢量控制转速估计。尽管扩展卡尔曼滤波器具有较强的抗干扰能力,但是面对粗差时仍然会出现较大的抖动,影响系统的控制性能。提出了一种基于抗差扩展卡尔曼滤波器的转速估计方法,分析了粗差对扩展卡尔曼滤波器估算精度的影响,探讨了在应用于感应电机转速估计时抗差EKF能否同样取得良好的估计精度,以及优于EKF的抗粗差性能。通过仿真与实验,对比了遇到较大外部干扰和估算误差干扰时抗差EKF与EKF的转速误差和磁链变化。仿真与实验结果表明,抗差EKF较EKF而言具有更好的抗粗差性能,可以使系统遇到干扰时更快收敛。     

异步电机参数离线辨识改进算法

为实现变频调速系统的自运行(self-commissioning),提出了一种异步电机参数离线辨识的改进算法,该算法能直接辨识出与无速度传感器定子磁场定向矢量控制相关的大部分电机参数。利用直流实验辨识定子电阻,并通过分析逆变器的开关状态,得到直流实验的等效控制电路。采用单相交流堵转实验辨识定子总漏感和转子电阻,并通过分析异步电机相量图得到单相交流堵转实验稳定运行的工作条件。恒压频比空载实验辨识定子自感,对电机定子频率进行补偿以消除可能出现的定子电流振荡。利用直流侧电压和PWM占空比来重构定子电压,并根据电机电流极性补偿逆变器死区引起的电压误差。最后,在两台不同功率等级的异步电机上进行了参数辨识和无速度传感器定子磁场定向控制的实验研究。实验结果表明,参数辨识结果对直流侧电压不敏感,辨识得到的电机参数能满足无速度传感器矢量控制系统对电机参数准确性的要求。     

Sensorless Vector Control of Induction Motors Using Minimum Dimensional Flux D‐State Observer with Instantaneous Speed Estimation

This paper proposes a new sensorless vector control method for induction motors using a minimum dimensional flux D‐state observer with instantaneous speed estimation. First, the D‐state observer with a new design rule of constant observer gains is established in a different way. Second, a new speed estimator using flux estimates produced by the observer is established on the basis of the fundamental relationship between the rotor flux and the slip frequency. Speed estimates are reused in the observer as feedback. Characteristic analyses and the usefulness of the proposed vector control method are verified by simulations.     

Sensorless control of inverter-fed induction motor drives

Sensorless control is considered to be a lower cost alternative than the position or speed encoder-based control of induction motors. Two popular sensorless control methods, namely, the model reference adaptive system (MRAS) and the Luenberger observer (LO) methods are compared for speed and torque control characteristics. They are also compared against the well-known vector control principle. For the drive system simulated, the torque and speed obtained from sensorless control are almost identical to those obtained from the vector control method. However, the torque ripple for the sensorless methods is observed to be higher than vector control-based method. The MRAS method introduces higher torque ripple when compared to the Luenberger observer. In addition, speed estimation methods employed in sensorless control are more sensitive to motor parameter variations.     

Sensor-less speed control of an induction motor

Vector control systems of induction motors without speed sensors have been earnestly developed to obtain a simple construction. To estimate the rotor speed, these systems require information of machine parameters such as secondary resistance. Therefore their performance is sensitive to variations of secondary winding temperature. The authors propose two useful calculation methods for a speed sensorless system. The first is a rotor speed calculation method by which the exact speed can be computed directly. The method does not require information of the secondary resistance, which makes it free from variations of secondary resistance. The second is a direct secondary resistance calculation method. It can be applied to compensation in speed sensorless vector control for exact speed estimation of secondary resistance. The effectiveness of the proposed methods are verified by digital simulation and experimental results. In this article, the influence of the machine and control circuit parameters are also examined     

基于Γ-1模型的EKF分析与无速度传感器控制

为保证列车在速度传感器发生故障后的正常运行,在利用现有传感器的基础上,本文对无速度传感器矢量控制进行了研究。介绍了感应电机的Γ-1模型,在此基础上研究感应电机的扩展卡尔曼滤波(EKF)状态观测器与转速估算问题,提出了一个无速度传感器矢量控制方案,并构建了一个无速度传感器控制系统,实验验证了该方案的可行性。