新型同步开关磁阻电机无位置传感器控制

结合开关磁阻电机与同步磁阻电机的优势，提出了一种同步开关磁阻电机(SSRM)。使用高频注入法实现无位置传感器控制，SSRM交叉饱和现象严重，传统的高频注入法因忽略了局部磁饱和而产生较大的转子位置估计误差。提出一种交叉饱和电感补偿算法，通过有限元仿真获得不同电流下的电感参数，引入交叉饱和系数，对高频q轴电流分量进行补偿，修正局部磁饱和引起的d轴位置观测误差，通过实验验证了该无传感器控制方法的有效性。     

同步磁阻电机模型参考自适应法无位置传感器控制

针对由于同步磁阻电机(SynRM)铁心饱和(包括直轴与交轴的交叉饱和)现象严重,导致传统无位置传感器控制方法难以实现高性能控制的问题,提出一种考虑铁心饱和现象的基于模型参考自适应法(MRAS)的无位置传感器控制策略。利用有限元仿真软件得到电机若干工况下的电感参数,建立查表数据,运用查表法得到不同工况下的实时电感参数,将该参数应用于模型参考自适应法无位置传感器控制算法中,可以减小铁心饱和对电机无位置传感器控制的影响,实现电机在任意位置起动和宽速度范围稳定运行。仿真与实验验证了所提出无位置传感器控制方法的有效性。     

同步磁阻电机无位置传感器控制研究

研究同步磁阻电机的电压方程及同步磁阻电机的磁链观测模型,设计了电机转速及角度的自适应观测器,实现了同步磁阻电机角速度和位置信息检测。通过MATLAB仿真建立了同步磁阻电机矢量控制模型,在改变电机速度和负载以及d,q轴电感的条件下,仿真验证了磁链观测器的准确性和鲁棒性。实验结果表明,该无位置传感器控制策略可实现同步磁阻电机的高效稳定控制。     

轴向叠片各向异性转子同步磁阻电机直接转矩控制的研究

轴向叠片各向异性转子电机具有许多优点，但也存在一些缺点，如起动时需要位置传感器保持转子与磁链同步，电机参数（特别是直轴电感）易受饱和影响而使控制系统复杂等缺点。直接转矩控制具有无位置（速度）传感器，且除定子电阻外不需要其他参数等。介绍了同步磁阻电机控制的研究现状，提出了同步磁阻电机适合使用直接转矩控制技术。通过对四极2.2kW ALA转子样机进行的DSP控制实验研究，验证了ALA转子同步磁阻电机直接转矩控制方案的可行性。     

永磁同步电机磁链修正无位置传感器控制

表贴式永磁同步电机转速可以由电机反电势和磁链的比值进行估算,而永磁同步电机在运行时,永磁体磁链会因为交叉耦合和饱和效应而非线性实时变化,直接影响无位置传感器控制中电机转速和位置的估算.本文提出了一种磁链误差滑模观测器,通过重写定子磁链方程构建磁链误差观测器,由观测的磁链误差对永磁体磁链初值进行在线修正,利用修正得到的磁链值和反电势估算电机转速.该方法可以有效消除由于磁链扰动以及磁链初值精度不足而导致的转速及位置估算误差,提高永磁同步电机无位置传感器控制的转速和位置估算精度及抗干扰能力.仿真和实验验证了方法的正确性和有效性.     

定子磁链辨识的无轴承同步磁阻电动机解耦控制

实现转矩与悬浮力解耦是无轴承电机正常运行前提,而解耦通常都是利用转矩与径向悬浮力相关控制结构及变量实现,即转矩的控制策略受到解耦要求的约束。无论开环或闭环矢量控制,无轴承同步磁阻电机d-q轴定子电流控制都是已知的。采用波波夫超稳定性理论构造磁链的两相静止坐标U-I观测模型;并对其积分带来的问题进行相应补偿。以此观测得到的磁链构成解耦控制器,从而实现转矩、悬浮力能自由选择控制策略而不受解耦限制,使无轴承同步磁阻电机能适应更广泛的应用场合。仿真实验结果表明,利用这种策略可以实现对无轴承同步磁阻电机独立控制,且在定子电阻参数变化下仍能精确解耦,并且系统具有良好的动静态性能。     

新型锁相环定子磁链观测器

在交流电机转矩控制系统当中，需要对电机输出电磁转矩进行观测。准确观测定子磁链是实现转矩精确观测、控制的必备条件。传统磁链观测大都采用对电压积分求得磁链的方法，这种方法会因为直流量偏差的引入而导致积分器饱和。近来提出一种基于锁相环原理的电机定子磁链观测器，可以消除积分飘移以及滞后现象。但是这种磁链观测器只能在静止两相坐标系下对交流电压输入进行观测，而且电机低速运行时的磁链位置观测性能很差。该文提出了一种新型的基于锁相原理的磁链观测器，极大地改善了低速时观测器的稳定性，可以在旋转坐标系下对直流旋转电压进行磁链观测。仿真和试验都验证了这种磁链观测模型的稳定性以及对输入电压的快速跟踪能力。     

基于DSP的开关磁阻电机无位置传感器控制

传统开关磁阻电机(SRM)调速系统采用位置传感器,使系统结构的复杂度加大、成本提高、可靠性降低,因此给其推广应用带来了诸多限制.无位置传感器控制直接利用电机的电压和电流信息间接确定转子位置,从而使系统结构更加坚固.这里采用高性能DSP实现无位置传感器控制,首先建立电机的磁链模型,然后利用磁链、相电流对转子位置进行了估算.实验结果证实了位置观测误差小,系统动态特性好,且允许加负载启动,方案简单可靠、有效可行.     

直接转矩控制永磁同步发电机相位自校正型定子磁链观测器

直接转矩控制永磁同步发电具有电磁转矩和直流电压输出动态响应快等优点,但这些优点的实现需要准确的定子磁链。实际发电机参数在一定范围内随工作点变化而变化,这就要求定子磁链观测器对这些参数变化具有很强的鲁棒抑制特性。该文提出一种新型定子磁链观测器,该观测器借助有效磁链概念计算出转子磁极位置角观测值,基于此将定子磁链电压模型和电流模型联系起来,无需转子速度信息;为了进一步降低观测的定子磁链相位误差,将观测的定子电流矢量与实际定子电流矢量乘积结果送给PI调节器,利用PI输出值对转子位置角观测值进行校正。实验结果表明,采用该文提出的定子磁链观测器在无需转子速度及参数辨识情况下,对电机参数变化及模拟量采样误差具有很强的鲁棒抑制特性,可以获得准确的磁链观测值,实现电磁转矩和直流发电电压的快速而平稳控制。     

一种恒定开关频率感应电机直接转矩控制

在感应电机I(M)的直接转矩控制(DTC)中,为了提高定子磁链观测的准确性,引入一种结合常规电压模型法和电流模型法优点的混合定子磁链观测模型代替常用的电压模型来观测磁链。针对传统开关表-滞环DTC中开关频率变化大和转矩脉动大的缺点,提出一种具有恒定开关频率控制的DTC策略,使其在定子磁链旋转坐标系内,利用空间电压矢量调制技术合成电压矢量,以实时准确补偿当前定子磁链与转矩误差,从而有效降低了电机运行中的转矩脉动和电流畸变。最后,通过仿真和实验验证了方案的可行性。     

考虑磁场饱和效应的电励磁同步电机矢量控制

电励磁同步电机矢量控制系统中电压模型磁链观测器受初始定子磁链值以及电压和电流测量值的影响,采用电流模型对其进行修正可提高磁链观测器的精度。随着负载电流的增大,电机的磁路会进入饱和状态,传统线性电流模型磁链观测器误差较大,通过引入d轴饱和指数可准确描述磁场饱和状态下电机定子磁链随电流的变化规律。同步电机矢量控制实验验证了电压-电流混合磁链观测器的准确性以及饱和磁场控制的有效性。     

在线建模的开关磁阻电机四象限运行无位置传感器控制

基于在线建模提出了一种开关磁阻电机无位置传感器控制方法。建立了以相电流和磁链为输入、转子位置角度为输出的径向基神经网络模型,以轴编码器实时获得的转子位置角度为学习样本,对开关磁阻电机进行了在线建模。提出了静止状态下激励脉冲法与运行状态下滑模观测器相结合的四象限运行无位置传感器控制策略,实现了电机无传感器运行。实验结果表明,电机转子位置估计误差小于2,象限间切换可靠,具有良好的动态和静态性能,为大功率开关磁阻电机无传感器控制提供了一种易于实现的方案。     

一种定子磁链观测新方法

分析了磁链观测存在的问题,在定子磁链定向的同步坐标系下,分析了磁链观测的本质,提出了一种新颖的定子磁链观测方案。此方案以估计出的位置角为反馈量,采用闭环双积分结构,分别估计了定子磁链的幅值和相位。采用小信号的方法对其稳定性进行分析。分析结果表明这种结构本质上具有锁相环的功能。因此,它可以从根本上解决电压模型的初始值不准确和积分零漂的问题。仿真和试验结果证明,这方案精度高,对定子电阻变化和直流偏置不敏感,适用于同步电动机、异步电动机和磁阻电机。     

无轴承同步磁阻电机的悬浮系统控制策略

传统无轴承同步磁阻电机悬浮系统控制方案的前提都是获取转矩绕组和悬浮绕组的电流,没有考虑转矩绕组气隙磁链影响,影响悬浮系统控制精度。重新建立了基于转矩绕组磁链的无轴承同步磁阻电机悬浮力方程,采用电压-电流模型法观测转矩绕组气隙磁链,设计了新型滤波环节,实现了基于转矩绕组磁链观测的无轴承同步磁阻电机悬浮系统独立控制。对样机控制系统进行了仿真和实验研究,仿真和实验结果表明该控制方法使悬浮系统具有良好的动、静态性能。     

基于扰动转矩观测器PMSM无位置传感器控制系统

使用控制算法实现永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制是目前电机控制领域研究热点。提出一种基于低速脉冲高频定子磁链注入的PMSM无位置传感器控制系统,并对传统定子磁链估计器进行改进,将高频信号引入低通滤波器中以提高电机低转速运行时定子磁链估计器的精度。针对PMSM中低速运行时无位置传感器控制系统易受转矩脉动影响的情况,采用扰动转矩观测器来抑制扰动转矩产生的电压误差。通过试验来验证所提方案的有效性和可行性。     

基于定子磁链间接计算的内置式永磁同步电机无位置传感器鲁棒性提升控制

提出一种适用于高铁牵引系统优化同步调制区的内置式永磁同步电机无位置传感器控制策略。基于磁链间接计算法,对交直轴电流进行估计并用给定磁链代替估计值,降低了对估计磁链幅值的依赖性。在此基础上,考虑到电机参数变化对转子位置估计性能和系统鲁棒性的影响,基于d轴电流和电压误差,实时计算永磁体磁链和交轴电感偏差系数,并实时对改进后间接磁链法中的定子磁链计算、交直轴电流估计和负载角估计环节进行参数修正,从而提高参数变化下的转子位置估计精度。基于此构建RTLAB硬件在环的IPMSM矢量控制系统,实验结果表明：改进后的间接磁链计算法能够有效降低优化同步调制下的转子位置估计误差,增强系统鲁棒性。     

同步发电机带脉冲负载的磁饱和问题研究

介绍了电机内部的磁饱和现象和脉冲负载下磁饱和现象产生的原理,搭建了同步电机的有限元仿真模型,并根据此模型分析励磁磁场和电枢电流分别增大时对定子铁心磁饱和程度的影响,用于模拟脉冲负载波动下电机内部的运行情况。结果表明励磁磁场和电枢电流的增加对定子铁心的磁饱和都有不同程度的加剧作用进而影响电机的输出电压,因此提出了通过减小磁饱和来抑制脉冲负载系统中柴油发电机组输出电压减小的方法。     

EKF直接转矩控制的感应电机状态观测器

针对电机安装速度传感器不便的问题提出了新的转速辩识方法,它从扩展卡尔曼滤波算法原理入手,利用定子侧可测量的电流、电压,推导出一种新的无转速传感器的异步电动机转速、磁链状态观测模型,估算出电机的转速和定子磁链。该算法可以有效地消除纯积分环节存在的问题,同时不会在辨识的磁链中引入幅值和相位误差,保证电机在稳态运行和转速突变情况下磁链辩识的准确性。通过建立Matlab的S函数仿真电机转速和磁链的结果表明,这种方法能有效地解决磁链和转矩的脉动问题,从而实现电机高性能的控制。     

磁链模型的双开关磁阻电机无位置传感器控制

针对开关磁阻电机( SRM)转子位置传感器带来的成本提高、可靠性降低的问题,研究双SRM无传感器控制.利用SRM两个特殊位置的磁链特性,建立非线性磁链解析模型,给出磁链模型中的参数计算方法,提出双开关磁阻电机无位置传感器控制策略.以TMS320F2812 DSP为控制核心,搭建两台18.5 kW SRM控制器,并实现双...     

基于磁链叠加高频信号的PMSM速度位置观测法

针对永磁同步电动机能够在零低速条件下实现无传感器运行,提出了一种高频定子磁链注入方法来对电机运行中的速度与位置信号进行提取。在控制系统本身要对转矩以及定子磁链观测的基础上,利用该优势建立负载角观测器并推导位置误差角计算方法,最后使用锁相环原理提取出转子的位置及运行转速。仿真表明,该方法可以实现在永磁同步电机低速下转子速度位置的准确观测,同时在转速与负载突变的情况下也有稳定的观测结果。