无速度传感器感应电机改进转子磁链观测器

针对感应电机无速度传感器磁场定向控制系统,提出一种基于电压模型的改进转子磁链观测方法.为了有效抑制反电动势积分环节所存在的直流偏移和积分饱和问题,采用一个截止频率可根据输出频率进行自调整的低通滤波器来代替传统电压模型磁链观测器中的反电动势积分环节.然而低通滤波器的引入将会产生磁链幅值和相位的观测误差,从而导致在低速运行场合中磁链观测性能显著下降,为了解决这一问题,设计一个可以补偿磁链观测误差的补偿器.通过11kW感应电机无速度传感器矢量控制系统对所提出的改进转子磁链观测器进行了实验验证,结果证明了算法的有效性.     

一种改进定子磁链观测的永磁同步电机控制系统

定子磁链大多采用反电动势积分而得,为了改善纯积分环节导致输出磁链的饱和与偏移,提出了一种新的定子磁链观测方法.根据定子磁链与反电动势之间的幅值和相位关系,可计算出定子磁链的幅值和相位.通过定子磁链计算得到转子磁链矢量,进一步可得到电机速度、位置以用于永磁同步电机矢量控制.该方法原理简单、计算量小,易于工程实现.仿真结果...     

基于静态补偿电压模型的改进转子磁链观测器

为解决纯电压模型磁链观测器存在的积分漂移和饱和问题,常采用低通滤波器代替纯积分器。针对传统低通滤波器磁链观测方案的不足,本文提出一种改进的转子磁链观测方案,采用串联低通滤波器提取直流偏置得到理想的转子反电势,然后用可编程低通滤波器代替纯积分器,并在反电势低通滤波前补偿磁链误差。所提出的观测器可以有效消除直流偏置的影响,提高磁链观测的动态精度并改善系统的动态性能。在一台2.2kW感应电机无速度传感器矢量控制系统上对本文提出的改进转子磁链观测器方案进行了仿真和实验研究,结果验证了其正确性和有效性。     

基于线性磁链的IPMSM位置检测技术

针对内嵌式永磁同步电机(IPMSM)很难在静止坐标系下利用磁链预估转子位置的问题,在基于线性磁链的IPMSM数学模型的基础上,用电流观测误差构建滑模平面,提出了一种用滑模观测器来预估转子位置和速度的方法。该方法解决了外加低通滤波器引起的预估磁链的相位滞后,提高了位置和速度估算的鲁棒性。建立场路耦合模式下的IPMSM全数字无位置传感矢量控制仿真系统,精确地反映永磁同步电机与控制系统的相互耦合特性,并搭建和仿真系统一致的实验平台。实验结果与仿真结果表明该设计方法的正确性和可实现性。     

感应电机的带通滤波器补偿电压模型及其应用研究

对于高性能的感应电机矢量控制系统,磁链估计是首先要解决的问题。该文阐述了感应电机带通滤波器补偿电压模型的基本原理,提出了基于该模型的新型定子磁链估计算法。深入分析了带通滤波器极点位置对算法的影响,获得了极点位置与电机运行频率的限制条件。在此基础上引入了定子磁链的自适应相位控制器,增大了滤波器极点的取值范围,提高了算法的动态性能。该文提出的定子磁链估计算法在理论上可彻底解决对反电动势积分时的积分初值与直流漂移问题,在较宽的速度范围内均可获得幅值和相位较为准确的定子磁链,可用于高性能的无速度传感器感应电机矢量控制系统,具有较好的实用性。通过仿真及实验对提出的磁链估计算法进行了验证。     

基于零漂修正和偏置补偿的定子磁链观测算法

针对反电动势积分法在实际应用中会受到积分初值、逆变器非线性、电流采样噪声等影响,引起纯积分计算结果漂移甚至饱和,导致电机运行不稳定的现象,提出一种低通滤波器加零漂修正的改进磁链观测算法。分析了低通滤波器代替纯积分时能够抑制但不能消除零漂的缺陷,以及积分后采用极值法对零漂修正的不足,两种方案结合能完全消除直流偏置且结构简单、易于工程实现,算法通过仿真和实验验证,结果表明该算法能够有效地解决电压积分模型磁链观测不准确问题,提高转子位置及速度估算精度,实现宽转速范围永磁同步电机无位置传感器控制。     

基于反电动势法的双绕组永磁容错电机转子位置估计算法研究

针对双绕组永磁容错电机,在反电动势法基础上,提出一种改进的适用于容错电机的转子位置估计算法。利用每相绕组产生的磁链增量及单位反电动势来估算双绕组永磁容错电机转子的位置,通过锁相环技术进行误差补偿,对该方法中使用到的电机参数进行在线辨识,把辨识结果更新到转子位置估计算法中。通过该方法可以在双绕组永磁容错电机正常工作、单相故障或者多相故障容错的情况下,实现对转子位置以及转速的估计。通过MATLAB/Simulink进行仿真,验证转子位置估算方法的准确性和鲁棒性。     

基于新型定子磁链观测器的直接转矩控制

文中提出一种基于转子位置的面贴式永磁同步电动机的定子磁链估计方法。该方法从转子的位置信息和定子电流预测定子的磁链。给出了磁链观测器的数学模型，并在空间矢量调制直接转矩控制（SVM-DTC）策略中对该磁链观测器与常规电压积分式观测器进行了比较研究。仿真与实验结果表明，采用该观测器的SVM-DTC可以在2％-100％额定转速内稳定运行，电流波形畸变小，转矩性能优越，而采用常规电压积分式观测器的SVM-DTC在转速低于15％额定转速已不能稳定运行。     

基于正交反馈双补偿方法的转子磁链观测器

在异步电机矢量控制中,转子磁链观测的准确程度直接关系着控制的性能,因此要获得高性能的控制效果,必须构建一个精确的磁链观测器。针对异步电机转子磁链观测的电压模型积分饱和漂移、补偿量难以确定等不足,提出了一种基于正交反馈双补偿的转子磁链观测方法,根据磁链与反电动势的矢量正交程度,通过非线性正交法动态进行误差补偿,并调整补偿与低通滤波顺序,以提升频率突变时磁链的观测响应。仿真结果表明,本方法能够改善磁链观测波形,实现对磁链准确、迅速跟踪。     

一种高性能感应电机无速度传感器矢量控制策略

针对传统感应电机电压模型磁链估计算法存在积分初值问题与直流漂移问题,提出了一种改进型磁链估计算法,采用带通滤波器代替纯积分环节,并加入带有自适应磁链幅值估计器的补偿环节来补偿带通滤波器所引入的磁链幅值和相位误差。对该算法所需的各个参数的影响进行了深入研究,给出了参数的选择方法。结合一种简单实用的转速估计方法,提出了一种新型高性能感应电机无速度传感器矢量控制策略。仿真和实验结果表明,该控制策略动态和稳态性能良好,在宽调速范围内有效地解决了定子反电动势积分时存在的积分初值问题与直流漂移问题。     

基于自抗扰控制器的内置式永磁同步电机无位置传感器控制

位置传感器故障是内置式永磁同步电机可靠性降低的重要原因之一。针对无位置传感器算法中滑模观测器存在观测角度滞后和系统抖振的缺陷,提出了一种以自抗扰控制器为核心的无速度传感器控制方法。该方法基于内置式永磁同步电机的扩展反电动势模型,重新设计了适用于其电流内环的自抗扰控制器,使之不再依赖于永磁体磁链参数。针对位置和速度估计问题,系统将扩展反电动势纳入未知扰动,采用状态扩张观测器对其进行估计,最后使用锁相环生成转速和转子位置。仿真和实验结果表明,该控制策略能够准确估计电机转子位置,并具有很好的稳态性能。     

基于二阶滑模和MRAS的PMSM速度与磁链估计

针对永磁同步电机无传感器控制系统,提出了一种基于二阶滑模和模型参考自适应的速度估计算法。估计算法直接在旋转坐标下估计电机的感应电动势,用模型参考自适应辨识永磁体磁链,两种方法相结合,实现电机速度的估计。该算法能有效抑制滑模固有的抖振,还能减少永磁体磁链对速度估计的影响,增强系统的鲁棒性。仿真结果验证了该算法的有效性。     

Sensorless vector control of PMSM with non-sinusoidal flux using observer based on FEM

Back electromotive force method has been widely used in the position and speed sensorless control of permanent magnet synchronous motors. In this method, it is supposed that the back electromotive forces induced on the stator windings by the rotor permanent magnets are sinusoidal. This assumption causes errors in the estimation of speed and position. In this paper, an observer using the stator winding linkage flux model obtained by using finite element method for position and speed sensorless field-oriented control of permanent magnet motor is proposed. The validity of the proposed method is demonstrated using DS 1104.     

永磁同步电机无速度传感器控制研究

介绍了在估算的两相旋转坐标系下的永磁同步电机模型,推导出了反电动势方程的扩展形式。针对凸极永磁同步电机提出了在电动机低速时,利用凸极跟踪法和在高速时利用反电动势相结合来获得转子转速和转子位置的方法。仿真结果表明两者相结合的估算方法的有效性。     

内埋式永磁同步电机永磁磁链的在线辨识

在无速度传感器工作条件下,为了实现永磁同步电机转子位置和转速的精确控制,需要对电机参数进行在线辨识。本文研究了无速度传感器控制条件下,内埋式永磁同步电机永磁磁链的辨识。该调速系统采用转子磁链定向的矢量控制作为基本的控制策略,利用模型参考自适应系统对转子位置和转速进行估算,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电机永磁磁链辨识方法。本文基于上述研究,实现了无速度传感器控制条件下,内埋式永磁同步电机永磁磁链的在线辨识,采用上述方法能够很好地避免由于电机的低阶状态方程而引起的辨识问题。仿真和实验结果证明了该辨识方法的可行性与有效性,而且在模型参考自适应中采用辨识得到的磁链参数,能够大幅度降低转子位置的估算误差。     

改进型永磁同步电机全速度范围无传感器控制策略

针对全速度范围内的内置式永磁同步电机无位置传感器控制策略难点进行研究.在中高速阶段,依据凸极永磁同步电机的数学模型,提出了一种改进型的Luenberger磁链观测器,通过直接观测转子磁链来获得转子位置信息,并可解决相位延迟问题;而在低速起动阶段,采用开环强制起动控制策略,保证了观测模型在全速度范围可靠工作.同时,依据内置式永磁同步电机的误差观测矩阵稳定性条件,提出了一种有效的数值选择方法,解决了内置式结构观测器设计的难题.仿真和实验结果均证明,在保证观测精确度前提下,应用该策略的驱动系统可获得良好的动、静态性能.     

一种永磁同步电机宽速域无传感器系统的控制策略

设计了一种改进型滑模观测器(SMO)实现永磁同步电机(PMSM)无传感器宽速域控制。使用反电动势观测器替代低通滤波器,避免了转子位置信息滞后的问题。在定子电流计算中引入随转速自适应调节反馈系数的反电动势反馈,减小了系统抖振,使宽速域下转子转速和位置估计更加精确。采用锁相环技术(PLL)来抑制高频信息,提取出准确的转子位置。基于d SPACE搭建了PMSM的快速控制原型试验平台,对无传感器控制系统进行了稳态和动态试验,结果验证了该算法的有效性。     

具有参数辨识的永磁同步电机无位置传感器控制

转子磁极位置估计的准确性决定永磁同步电机无位置传感器控制系统的性能,为了实现转子位置和转速的精确控制,需要对电机参数进行在线辨识。根据实际冰箱制冷系统需求,采用模型参考自适应系统构建无位置传感器矢量控制方案,在仿真研究电机参数变化对位置估算影响的基础上,提出了一种具有参数辨识的内埋式永磁同步电机无位置传感器控制方案。利用电机的电流模型,运用扩展卡尔曼滤波器对转子磁链和交轴电感同时进行在线辨识,并将辨识出的参数用于更新无位置传感器矢量控制算法中的电机模型。仿真和实验结果表明,参数辨识算法可以有效地辨识出实际的转子磁链和交轴电感,具有参数辨识的无位置传感器矢量控制方案可行有效,在压缩机厂商提供的电机参数存在一定误差的情况下可以保证冰箱制冷系统的性能。