带相位补偿的PMSM脉振高频信号注入转子位置估计方法

本文针对在零低速区域内表贴式永磁同步电机的高频信号注入位置估计问题,分析了由带通滤波器和零阶保持器引起的相位偏移对位置估计精度的影响,提出一种带相位补偿的永磁同步电机脉振高频信号注入位置估计方法.该方法采用一种考虑相位补偿的解调函数,有效地消除带通滤波器和零阶保持器造成的位置估计误差.实验结果表明,在零低速范围内,带相...     

相位测量技术

本文扼要介绍了几种相位测量方法。对双向过零平均鉴相技术、高频相位测量方法(取样锁相技术)、低频动态相位测量和断续信号相位测量作了较详细地论述。对国内外在这方面的新进展也作了介绍。     

基于WPN9000的某照射器相位噪声检测系统设计

相位噪声和幅度噪声是电子测量中的1个重要指标,相噪和幅噪指标的好坏直接影响着整个系统的性能。为完成某导弹武器系统照射器高频信号的参数检测,分析了WPN9000对相位噪声进行检测的工作原理及测量方法,提出了基于WPN9000的某照射器信号参数检测系统的设计方案。介绍了检测系统的结构组成,说明了照射器信号参数检测过程,对GPIB接口卡进行了开发,并对操控软件的组成及操作流程进行了深入说明。试验结果表明系统达到了设计指标要求,能够满足实际测量需要。     

基于幅值测量的任意宽带信号相位测量方法

本文提出了一种超宽带任意信号相位测量方法,该方法基于频谱分析仪测量两路不同信号振幅,再基于功率合成器合成信号幅度,利用矢量合成原理,在频域中进行数学分析,建立了测量任意信号相位的方法。根据基本原理设计,建立了测量信号相位的测试系统,通过仿真及实验验证了该方法的正确性及可行性。另外,还讨论了功率合成器的反射与隔离等参数对信号相位测量结果的影响。本方法适用于从DC到数十GHz信号相位的测量,可应用于电磁干扰和信号完整性分析,弥补了现有测量信号相位方法的不足。     

基于幅度测量的任意宽带信号相位测量方法

提出了一种超宽带任意信号相位测量方法,该方法基于频谱分析仪测量两路不同信号振幅,再基于功率合成器合成信号幅度,利用矢量合成原理,在频域中进行数学分析,建立了测量任意信号相位的方法。根据基本原理设计,建立了测量信号相位的测试系统,通过仿真及实验验证了该方法的正确性及可行性。另外,还讨论了功率合成器的反射与隔离等参数对信号相位测量结果的影响。该方法适用于从DC到数十GHz信号相位的测量,可应用于电磁干扰和信号完整性分析,弥补了现有测量信号相位方法的不足。     

改进的内置式永磁同步电机转子位置检测

在传统高频注入法永磁同步电机转子位置检测中,所使用的滤波器影响转子位置估算精度,注入高频电压信号会对电机电磁转矩控制产生影响,针对这些问题,提出了一种改进的高频注入转子位置检测方法,并研究由该方法带来的高频信号相位偏移问题。该方法采用将传统纯延时方法与带通滤波器法相结合的思路,通过延时增强了系统对高频信号观测的灵敏度,降低了所需要注入的高频电压信号幅值,减小了高频注入法对电机带来的转矩脉动,同时,通过对由延时与带通滤波器带来的相位延时进行实时补偿,从而改善转子位置估算的相位滞后问题。最后,通过仿真和实验验证了该方法的可行性和有效性。     

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。     

单脉冲雷达四通道下变频器相位一致性的测量

单脉冲雷达的测角精度对多通道收发模块的幅相一致性提出了较高的要求,毫米波下变频器是该雷达的一个重要接收部件,本文介绍了一种针对多通道下变频器通道间相位一致性的测量方法,依靠Agilent系列仪器来实现,给出了实测结果和相位补偿方法。结果表明,该测量方法正确,测量精度高,经过补偿的下变频器能够满足单脉冲雷达测角精度的要求。     

带误差补偿的高频信号注入 永磁同步电机无传感器控制策略

永磁同步电机的无传感器控制在低速区域或零速常采用高频信号注入法。旋转高频信号注入法辨识转子位置,其准确度易受到控制器采样和计算延时、逆变器输出或波形畸变引起的延时,以及信号解调过程中滤波器环节产生的延时等因素的影响。该文在理论推导和详细分析转子位置偏差原理的基础上,提出可把延时产生的相位偏差归结为两种类型分别加以分析和补偿。在此基础上提出一种转子位置误差补偿高频信号注入控制策略。该策略能有效减小信号延时造成的相位偏离,提高转子位置的估计准确度。由于引起转子位置偏离值的各种延时可能随时间和实际参数是不断变化的,而所提出的策略具有在线计算实时补偿的特点,因而能较好地提高转子位置在线检测精度。实验验证了理论分析的正确性和策略的有效性。     

模块化并联逆变器基于单总线的相位同步方法

为了消除共交直流母线结构的模块化并联逆变器高频零序环流，同时避免模块投入时的冲击电流，文中提出一种基于单同步总线的基波和载波相位同步方法。首先，分析晶振频率偏差对模块化并联逆变器高频零序环流的影响；然后，构建一个基于或非逻辑的同步信号发生器电路。同步信号发生器通过综合各模块的输入信号，产生一个公共的工频同步信号，并在同步信号的上升沿实现对基波和载波相位的逐周期调节。文中详细地进行基波和载波相位同步控制器参数设计，分析延时时间对载波相位同步控制的影响，并提出一种开环载波相位补偿方法。最后，通过实验验证所提方法的有效性。     

多谐差相信号激励下的频率特性测试方法

为了实现系统的高效和高精度频率特性测试,介绍了一种以多谐差相(SPHS)信号作为激励信号的频率特性测试方法.探讨了多谐差相(SPHS)信号的性质和特点,设计了以此信号为激励信号的测试过程.通过试验证明了这种方法具有高测试精度和可重复性的特点,适合频率特性的快速测试.     

集群风场系统链式SVG高频谐振分析与抑制

针对含链式静止无功发生器(static var generator, SVG)的风场区域系统高频谐振问题,首先采用谐波线性化的方法建立包含锁相环、功率外环以及电流内环在内的SVG谐波阻抗模型。利用阻抗分析法对风场区域空载线路投入对SVG稳定性的影响进行分析,揭示风场区域系统高频谐振的发生机理。然后,为抑制系统高频谐振,提出一种基于电压前馈附加带阻滤波器的SVG高频谐振抑制策略。对SVG侧中高频段等效阻抗进行重塑,以保证在该频段系统呈正阻尼状态。并讨论带阻滤波器中心频率和阻尼系数对系统相位裕度的影响。最后利用搭建的含链式SVG风场区域系统仿真模型,验证了理论分析的正确性和所提抑制策略的有效性。     

高压开关柜局部放电声-电联合定位方法研究

高压开关柜发生局部放电预示存在绝缘缺陷,本文对开关柜局部放电的定位方法进行了研究。在实验室搭建了电晕放电模型,使用超声波传感器采集由放电引起的超声波信号、高频电流传感器(HFCT)采集局部放电经过耦合电容产生的高频电流。根据超声波相对高频电流的延迟时间进行定位,放电信号数据由示波器与PC端通信,通过USB方式传输到上位机,采用Lab VIEW程序对其进行滤波处理、波形分离分析得到放电点的精确位置,试验表明该方法具有较高的精确度。     

A new generalized high‐frequency voltage injection method and mirror‐phase estimation method for sensorless drive of salient‐pole PMSMSs

This paper proposes a new generalized high‐frequency voltage injection method for sensorless drive of salient‐pole permanent‐magnet synchronous motors. The injected high‐frequency voltage has a unique spatially‐rotating elliptical shape, with the amplitudes of both the major and minor axes varying with the motor speed, and can be designed by selecting a design parameter. The high‐frequency current caused by the injected voltage, which has information on the rotor phase to be estimated, is speed‐independent, that is, is not affected by the motor speed at all. Consequently, the rotor phase can be estimated in a wide speed range from zero to the rated speed. By selection of the design parameter, the properties of the high‐frequency current can be adjusted appropriately to the associated motor‐drive system consisting of a motor and an inverter. As a versatile phase estimation method for estimating rotor phase using the high‐frequency current, the “mirror‐phase estimation method” is reconstructed and reproposed. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 168(3): 67–82, 2009; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20803     

基于场路耦合的永磁电机高频径向电磁力波分析

振动和噪声的大小是衡量家用变频空调压缩机品质的指标之一。针对家用变频空调压缩机出现的高频噪声问题,以一台6极9槽家用空调压缩机用永磁同步电机及其控制系统为研究对象,基于场路耦合法,对常规空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术及其控制策略所引入的谐波电流成分与高频声振响应特性进行研究。首先通过解析法分析了永磁电机高频噪声源的产生机理。其次从原理上阐述了电流谐波对径向电磁力波的阶次特征与频率特性的影响。然后建立了永磁电机的场路耦合模型,详细分析了不同负载工况下高频径向电磁力波频率与开关频率的关系。最后采用声振特性试验进行了验证,结果表明：场路耦合模型可以考虑电机本体、控制策略以及开关频率等非线性因素引起的高频电流谐波影响,并得出了高频径向电磁力波频率与载波频率的关系式,为永磁电机的高频噪声预测以及减振降噪提供了参考。     

基于改进递归小波的电力系统频率测量

信号复小波变换的相位谱包含了信号变化的丰富信息,利用电压信号的复小波变换相位信息检测电力系统频率,具有不受电压信号畸变影响、抗噪声能力强、精度高等特点.通过电压信号在特定尺度的改进递归小波变换(IRWT)系数的相位变化周期,可得到电压信号的频率.对理想信号和畸变信号的仿真计算结果验证了该算法具有精度高、速度快、鲁棒性强等特点,市电电压的频率实测结果表明该方法可用于实际电力系统频率的测量.     

需求响应参与大规模风电接入下的电力系统频率调节研究

针对大规模风电接入下的电力系统频率稳定控制问题,研究了需求响应对系统频率的调节作用。为了反映风电的特点,建立了大规模风电接入下的电力系统频率响应模型,模型中对风电和火电机组分别进行了建模。风电机组可以通过暂时释放转子动能参与调频,然而在扰动过大时会导致系统失稳。通过采取一种类似于低压低频减载的需求响应控制方法,即在频率跌落时关闭部分用电设备,待频率恢复后将这些设备重新打开,可以为电力系统调频提供支持。仿真结果表明,需求响应与风电机组同时参与电力系统调频,能够克服风电机组的失稳问题,大大提高风电系统的频率稳定性。     

Optimal frequency tracking method for phase‐shift PWM inverter

This paper proposes a new resonant frequency tracking control method for full‐bridge‐type high‐frequency inverters. Whereas the ordinary phase‐locked loop (PLL) based frequency control method uses a current sensor and a voltage sensor, the proposed technique can achieve the same purpose with a single current sensor. In high‐frequency power supply systems using a PLL, it is impossible to perform power control with an inverter. Therefore, an active converter must be used for power control, and the system grows larger. On the other hand, high‐frequency inverters using the proposed control system simultaneously enable power control and achieve the same resonant frequency tracking as a PLL, and thus high‐frequency power supply systems become extremely simple. This paper explains in detail the principle underlying the control method, and presents an example of a circuit to realize it. The theory is backed up by using a prototype high‐frequency power supply system which actually employs the proposed control system, thereby demonstrating its practical utility in industry. © 2012 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

可改善并网逆变器系统稳定性的弱电网频率快速检测方法

现有的频率检测方法大多通过锁相环实现,但锁相环在弱电网背景下存在失稳隐患,致使弱电网频率无法准确检测。在电网同步相位开环检测方法的基础上提出了一种新的频率检测方法,可在有高频噪声干扰的背景下显著地提高频率检测的速度与精度。文中所提出方法首先利用开环相位检测技术实时准确获取电网同步相位,接着利用差频相位跟踪算法提取实时电网相位中的差频相位分量,最后通过对该差频相位信息进行闭环控制,即可快速准确地获得电网频率信息,实验结果表明:提出的频率检测方法能够快速准确地检测电网的实时频率,精度高且抗噪声干扰能力强。     

考虑气象因素的短期光伏出力预测的奇异谱分析方法

在传统奇异谱分析(SSA)方法的基础上,提出一种嵌入气象因素的改进SSA方法,该方法融合了SSA、相关性分析和灵敏度分析等技术,可有效提高传统SSA方法的预测精度。采用SSA技术将光伏出力时间序列分解为低频序列、高频序列和噪声序列,通过Pearson相关系数法确定温度和辐照为影响光伏出力的主要气象因素,再对光伏出力与气象因素之间的灵敏度进行分析。根据灵敏度分析的结果和基准值分别对待预测日的低频序列和高频序列进行修正,将修正结果进行叠加得到光伏出力预测结果。将所提方法运用于某地区的光伏短期预测中,与自回归模型、BP神经网络及传统的奇异谱分析-回归方法的对比结果表明,所提方法具有更高的预测精度。