霍尔转子位置预估方法及其误差校正

为提高转子位置检测精度,基于三相对称型开关霍尔传感器,设计了霍尔转子位置预估方法。首先,分析了霍尔位置估算方法的原理误差和霍尔安装偏差引起的固有误差。然后,针对直接校正法和线性校正法的不足,提出一种霍尔扇区初始位置校正法,对霍尔位置估算误差进行了校正。仿真和实验结果表明采用三相对称型霍尔传感器进行转子位置检测,利用误差校正算法之后,可以得到较好的位置精度,性价比高,可以应用于对成本要求苛刻的电机控制场合。     

开关霍尔安装相位偏差对PMSM性能影响实验研究

为了提高PMSM矢量控制系统的稳定性并减少硬件成本,采用具有高稳定性和低成本的双极性开关霍尔传感器代替控制系统中的高分辨率传感器,来实现对永磁同步电机的精确控制。文章首先介绍了霍尔传感器的工作原理,并结合永磁同步电机结构介绍双极性开关霍尔传感器在电机上的应用;然后针对霍尔传感器的安装相位偏差进行分析,给出相位偏差的校准方法;再利用构建霍尔位置观测器,实现对电机转子位置和转速的检测和估算;最后通过构建系统仿真和电机测试平台实验验证了所提出的霍尔安装相位偏差校准方法可行性和优越性。本文提出的方法可以降低电机转子位置估算误差至0.33%、速度的估算误差在0.5%以内,同时在带载情况下也可以保持估算稳定性;提高了永磁同步电机控制系统的鲁棒性和可靠性。     

基于带通频率跟踪滤波器的永磁同步电机转子位置与速度估算

在电动助力车用永磁同步电机（PMSM）控制系统中,针对PMSM在正常运行过程中发生霍尔位置传感器安装位置偏移的问题,提出基于带通频率跟踪滤波器的电机转子位置与速度估算方法。该算法将三相霍尔信号通过坐标变换转换为霍尔矢量,通过带通频率跟踪滤波器与锁相环提取霍尔矢量中的电机转子位置信息,以实现在霍尔位置传感器安装位置偏移情况下,对永磁同步电机转子位置与速度信息的正确估算。通过实验验证,该算法有效地减小了在霍尔位置传感器发生安装位置偏移时电机转速与电流的波动,提高了控制系统的可靠性和稳定性。     

BLDCM霍尔传感器故障诊断与容错控制

为了提高无刷直流电机（BLDCM）运行的可靠性,提出一种基于最小二乘法的霍尔传感器故障诊断及容错控制方法。利用最小二乘法拟合曲线作为一阶泰勒算法的评价模型,对电机的转子位置进行精确估算,从而实现对有故障霍尔传感器的诊断。采用正常霍尔位置传感器跳变沿对霍尔传感器故障下丢失的跳变沿时间进行重构,重新获得最小二乘法拟合曲线。该方法能实现霍尔传感器故障下的容错控制,从而有效抑制机械安装偏差对霍尔传感器故障下位置估算错误的产生。试验结果表明,提出的故障诊断方法能快速准确地识别故障霍尔传感器,且提出的容错控制方法能够有效改善故障时的系统性能。     

无刷直流电机霍尔位置传感器故障处理研究

无刷直流电机霍尔位置传感器的故障处理通常采用位置补偿法或无传感器控制法,其中位置补偿法在解决单路霍尔故障时效果理想,但无法处理3路霍尔故障。使用无传感器控制方式解决多路霍尔故障时运行效果理想,但由于起动预定位有时会产生偏差,该方法对单路故障处理效果没有位置补偿法好。针对位置补偿法起动的问题采用超前换相法进行优化,针对转子预定位偏差问题,通过再次施加定位矢量提高精度,在此基础上将两种优化后的方法根据故障情况进行实时切换和融合提出了一种新的方法。实验结果表明,优化后的融合故障处理方法比现有的任何一种方法有更好的故障处理效果。     

交流电机的无传感器控制技术专题特约主编寄语

正交流电机系统的控制与运行需要转速或者位置信息,传统获取转子位置信息的方法是采用电子式或机电式位置传感器直接测量,如光电编码器、霍尔效应器件、旋转变压器等。然而,这些传感器的应用给交流电机系统带来许多问题:高精度、高响应的速度和位置传感器的成本较高;一些传感器在安装时可能出现同心度问题,与实际转子位置出现偏差;传感器的使用增加了系统的控制接口和接线,降低了系统的可靠性;光电编码器、霍尔效     

无刷直流电机转子位置传感器故障诊断及容错策略

针对无刷直流电机转子位置检测所使用的霍尔传感器容易出现损坏的现象,提出了霍尔传感器中出现一路或两路故障的诊断方法,该方法实时监测转子位置信号运行状态,根据无刷电机两两导通原理,考虑电机瞬时转速不变性,利用正常的霍尔传感器位置信号通过延时均分来估算故障传感器位置信号,并用于实际的电机转子换相,从而实现无刷直流电机的容错控制,实验结果表明采用本文提出的控制策略可以明显提高无刷直流电机驱动系统的可靠性,其系统性能可以与霍尔传感器无故障时相媲美。     

霍尔传感器故障下的永磁同步电机容错控制

在含有三相霍尔位置传感器的永磁同步电机(PMSM)控制系统中,针对PMSM中霍尔位置传感器的故障,导致转子位置估算不准确、电机无法正常驱动的问题,提出了一种PMSM多故障诊断与容错控制的算法。根据霍尔位置传感器输出位置信号,判断传感器故障类型。在传统平均速度算法估算转子位置的基础上,建立电流滑模观测器,通过锁相环提取转子位置。针对不同霍尔传感器故障状态,将平均速度算法与滑模观测结果加权输出。最后,通过实验验证了各相霍尔位置传感器故障下电机系统容错控制策略。实验结果表明,该策略能在各种霍尔故障情况下完成转子角度的估算,实现PMSM驱动系统中容错控制。     

基于开关型霍尔传感器的PMSM转子位置估计方法研究

为了降低永磁同步电机PMSM（permanent magnet synchronous motor）控制系统的成本并获得高分辨率的转速和转子位置信息,设计了一种采用开关型霍尔位置传感器来获取PMSM转速与转子位置的新型估计法。当电机运行时,通过电流补偿的一阶算法得到一组转速和转子位置数据;同时,将霍尔传感器输出的三相霍尔信号经过坐标变换和低通滤波器,得到含转子位置信息的霍尔矢量基波分量,利用正交锁相环OPLL（orthogonal phase-locked loop）提取出另一组转速和转子位置数据。然后,对两组数据采用加权平均处理的方法得到最终的估计转速和转子位置。仿真与实验结果表明,采用该方法减小了传统一阶算法估计结果的滞后性,提高了转速和转子位置估计精度。     

变磁阻式转子位置传感器及其应用

研制了一种变磁阻式位置传感器.利用简单充磁的永磁磁环和变磁阻式软磁转子形成正弦磁场,再用空间相互正交的线性霍尔元件检测该磁场,从而可以用后续电路解算出转子位置.传感器具有成本低、机械强度和可靠性好、精度高以及可输出绝对位置信号等优点,可用于电动机伺服系统中.     

永磁同步电机用线性霍尔位置检测的误差补偿

针对基于线性霍尔传感器的高速永磁同步电机转子位置信号易受高次谐波干扰的问题,提出了硬件和软件上的补偿方法。根据线性霍尔传感器的转子位置解算原理,详细分析了永磁体磁钢充磁的不均匀、定转子间气隙温度的变化、霍尔器件的安装误差以及逆变器高频开关噪声等因素给转子位置检测带来的各种不利影响,在硬件上采取了相应的补偿措施,在软件上用正交锁相环(PLL)来消除霍尔位置信号中高次谐波的干扰,并给出了一种无需知道霍尔器件安装位置的转子角位置计算方法。在100 kW高速永磁同步电机上进行了实验,实验结果表明,正交PLL能有效抑制霍尔信号中的高次谐波分量,也验证了采用该方法能有效地估算出永磁同步电机高速旋转转子的角位置。     

永磁同步电机霍尔位置传感器自标定算法研究

为提高采用霍尔位置传感器的永磁同步电机控制效率,解决标定精度低的问题,提出了两种自标定算法。对提出的霍尔位置传感器自标定算法进行了建模仿真和算法编程验证,将标定后的霍尔传感器得到的转子位置与通过旋转变压器测得结果对比,验证两种自标定算法的准确性。结果表明,所提的霍尔位置传感器位置自标定方法既可以提高标定效率,也可提高获取转子位置的准确度,为实现电机的精准高效控制提供保障。     

一种检测无刷直流电机转子位置的新方法

针对传统的无刷直流电机无位置传感器检测转子位置信号需要多级模拟滤波器、复杂的相移电路以及与霍尔传感器输出的信号不一致的缺陷,本文提出了一种通过对三相端电压进行简单滤波、比较后直接获得转子位置信号的新方法.实验结果表明:新方法无需相移,检测的无刷直流电机转子位置信号和采用霍尔传感器输出的位置信号完全一致,可与霍尔传感器所采用的成本低廉的转子位置译码芯片相配套.     

一种无刷直流电机故障诊断及容错控制策略

针对无刷直流电机在控制过程中存在由于转子位置传感器发生故障而导致电机无法运行的问题,提出了一种故障诊断方法并进行了试验研究。该方法通过检测电机转子位置信号的异常,使系统从有位置传感器模式切换至无位置传感器模式继续控制电机。有位置传感器模式以霍尔信号作为电机转子换相依据,无位置传感器模式以电机三相的反电动势信号为电机转子换相依据。结果表明,该故障诊断方法可以快速的定位故障并选择相应的模式运行,从而实现电机的容错控制。     

基于霍尔和锁相环的改进型PMSM转子位置估计

为克服开关型霍尔传感器获取的转子位置精度低,无法实现精确控制的问题,研究了一种基于霍尔和锁相环的改进型PMSM转子位置估计方法。该方法包括霍尔信号前馈、反电动势估算和相位跟踪器三个部分。将霍尔信号作为前馈量输入到相位跟踪器中,提高响应速度与电机低速时的估计精度,利用定子电路模型估算出反电动势并将其输入到相位跟踪器中,考虑到电机运行过程中定子参数变化、气隙不均匀和传感器误差,采用解耦双同步参考系锁相环作为相位跟踪器对反电动势的基波相位进行跟踪。实验表明,与传统插值法对比,该方法可以有效跟踪到反电动势的基波相位,提高转子位置的估计精度。     

基于锁相环角度细分的转子位置估算策略

无刷直流电动机的正弦波控制的关键是获得精确的转子位置,而使用高成本的位置传感器又会增加系统的成本,为了尽量降低系统成本以及满足无刷直流电动机正弦波电流驱动控制的需求,文章提出利用霍尔位置传感器来获取转子精确位置的新方法,并同已有的利用霍尔位置传感器来获取转子位置方法进行比较。文中使用Modelsim仿真工具来对转子位置估算进行实现,仿真结果表明,即使在转子低速运行情况下,电机仍然可以获得高精度的转子位置。     

基于渐近电压法的隐极式永磁同步电机转子初始位置检测

永磁同步电机(PMSM)控制系统的高性能运行需要获得转子的初始位置,而装配于PMSM的霍尔位置传感器和增量式光电编码器不具备精确检测转子初始位置的能力。提出利用合适的电压矢量使转子在初始位置处小幅度微动,结合霍尔和增量式光编信号即可精确检测PMSM转子初始位置,且无需复杂的硬件电路和软件算法。试验中基于DSC平台对一台隐极式PMSM的转子初始位置进行检测,证明了该方法的有效性和实用性。     

基于锁相环角度细分的转子位置估算策略

无刷直流电动机的正弦波控制的关键是获得精确的转子位置,而使用高成本的位置传感器又会增加系统的成本,为了尽量降低系统成本以及满足无刷直流电动机正弦波电流驱动控制的需求~([1]),文章提出利用霍尔位置传感器来获取转子精确位置的新方法,并同已有的利用霍尔位置传感器来获取转子位置方法进行比较。文中使用Modelsim仿真工具来对转子位置估算进行实现,仿真结果表明,即使在转子低速运行情况下,电机仍然可以获得高精度的转子位置。     

永磁同步电动机位置传感器零位偏差估计方法

转子位置的准确检测是永磁同步电动机系统正常工作的前提.由于安装的误差会使位置传感器的零位产生偏差,进而引起转子位置检测的误差,严重时会影响电机正常工作.分析了存在位置传感器零位偏差时永磁同步电动机的电磁转矩,分析了基于电磁转矩模型的位置传感器零位偏差的估算原理,给出了实现方法.将该方法与转子预定位法相结合,解决了负载条件下永磁同步电动机位置传感器零位偏差估计的问题.实验结果表明所给出的方法具有较高的精度.     

一种永磁同步电机转子位置传感器零位偏差估计方法

永磁同步电机转子位置的精确检测是其高精度控制的前提。位置传感器安装偏差将引起转子机械角偏差,在多对极电机中将引起成极对数倍的电角度零位偏差。分析了电机反电动势的模型,分析了存在零位偏差时电机反电动势的解耦结果,并分析了该解耦结果进行零位偏差检测的原理,给出了实现方法。该方法可以精确地检测出转子位置零位。实验结果表明该方法具有较高的精度。