内置式永磁同步电机转子初始位置检测方法

针对无位置传感器内置式永磁同步电机的转子初始位置检测问题,提出一种基于旋转高频电压注入法和恒定磁场定位法的永磁同步电机转子初始位置检测方法。基于凸极跟踪的原理,通过注入旋转高频电压信号的方法获得估计转子位置,在此基础上,采用恒定磁场定位法对估计转子位置的磁极极性进行判断,实现对估计转子位置的极性校正,并且补偿估计转子位置的偏移误差,从而得到转子初始位置。在实验平台上进行了实验验证,实验结果表明文中提出的方法能够快速且准确地检测出转子初始位置,实现永磁同步电机无位置传感器可靠起动。     

基于模糊滑模观测器的磁悬浮高速永磁同步电机转子位置检测方法

针对普通滑模观测器对永磁同步电机转子位置检测低速抖振问题,提出了一种基于模糊滑模观测器的磁悬浮高速永磁同步电机转子位置检测方法,通过模糊控制调节滑模观测器的滑模增益,以实现低速抖振抑制。在理论上分析了该方法相比于基于饱和函数的滑模观测器的优越性。最后以4kW磁悬浮高速永磁同步电机为研究对象进行了仿真和实验,实现了电机转子位置和转速的估计,并分析了转子位置误差产生的来源以及补偿方式,证明模糊滑模观测器可以有效的估计磁悬浮高速永磁同步电机的转子位置。     

基于模糊PI模型参考自适应的高速永磁同步电机转子位置检测

针对高速永磁同步电机转速高、调速范围宽的特点,该文提出了一种模糊PI模型参考自适应(model reference adaptive system,MRAS)观测器,实现了永磁同步电机转子位置检测。此方法将模糊PI调节器应用于模型参考自适应观测器,通过模糊控制器调整PI调节器的比例积分系数,以使PI调节器能在电机很宽的速度范围内都具有良好的动稳态性能,提高了模型参考自适应观测器对高速永磁同步电机转子位置的检测精度。最后,以带有风机负载的4 kW磁悬浮轴承高速永磁同步电机为研究对象进行了Matlab仿真和实验,实现了基于此方法的转子位置检测和速度估计,并分析了转子位置误差产生的来源以及补偿方式,证明所提方法适用于高速永磁同步电机的转子位置检测。     

永磁电机的转子位置检测与定位

本文在简述矢量控制原理的基础上 ,通过分析现有转子位置检测手段的不足 ,提出使用普通光电编码盘实施永磁同步电机转子位置检测及电机转子位置的初始定位方法 ,并在实验系统中使用 ,可以满足实际使用要求     

永磁电机的转子位置检测与定位

本文在简述矢量控制原理的基础上，通过分析现有转子位置检测手段的不足，提出使用普通光电编码盘实施永磁同步电机转子位置检测及电机转子位置的初始定位方法，并在实验系统中使用，可以满足实际使用要求。     

一种永磁同步电机转子初始位置检测方法

在永磁同步电机在变频起动时,如果不能正确的判断出电机转子d轴正方向的初始位置,就有可能会使永磁同步电机起动过程中反转,这种现象在某些应用场合是不允许出现的。介绍了一种基于码盘的永磁同步电机转子初始位置检测方法。该方法首先利用内嵌式永磁同步电机的凸极性,通过三个检测矢量来判断转子d轴的位置。然后通过已知的转子d轴位置再加入一个特定的检测矢量,根据电机的转向来判断出d轴正方向的位置。此方法可以将d轴正方向判断在30°电角度的范围内,同时实验验证了该方法的准确性和稳定性。     

基于转子位置自检测的电动汽车用电机直接转矩控制的研究

为了满足电动汽车对永磁同步电机高性能驱动的要求,本文研究了一种基于转子位置自检测的电动汽车用永磁同步电机直接转矩控制方法。该控制算法不但具有转矩和磁链脉动低、开关频率固定以及动态响应快等优点,同时可有效解决位置传感器带来的问题,并且提高了低速时转子位置估算精度。在建立基于转子自检测的永磁同步电机直接转矩控制调速系统的基础上,进行了仿真和实验验证。     

基于传感器集成概念的永磁同步电机转子位置检测

在分析高频信号激励下永磁同步电机数学模型的基础上,提出了一种基于电机凸极跟踪的转子位置估算自检测方法;讨论了利用高频信号注入、外差法及转子位置跟踪观测器等转子位置检测原理,并应用这种位置检测方法建立了永磁同步电机无位置传感器矢量控制系统的仿真模型。仿真研究表明,上述凸极跟踪方法能在永磁同步电机全速范围(包括零速和极低转速)准确地观测出转子的位置,是一种基于传感器与电机集成概念的无传感器交流调速系统,具有较好的静、动态性能。     

隐极式永磁同步电机转子初始位置估计

本文提出了一种无位置传感器的隐极式永磁同步电机转子初始位置估算的方法,这种估算方法是利用由于转子永磁铁而产生铁心的非线性磁化特性,该方法中给电枢绕组施加幅值相同、方向不同的一系列电压空间矢量,并判断各矢量下对于响应电流的大小,来确定转子初始位置角度。在整个检测的过程中,保持转子的静止。以DSP控制的永磁同步电机系统为实验平台,对所提出的方法进行了实验验证及实验结果分析,结果表明理论分析正确。     

基于两相正交型开关霍尔转子位置预估方法

为了拓展永磁同步电机在低成本电力拖动系统中的应用,在分析霍尔估算原理的基础上,利用两相正交型开关霍尔传感器对永磁同步电机转子位置估算方法进行了研究,并对霍尔位置估算方案的原理误差和霍尔安装引起的固有误差进行了分析。最后在STM32微控制器上完成了转子位置估算的软件设计,实现了永磁同步电机的闭环控制。实验结果表明采用两相正交型开关霍尔进行转子位置检测,能得到较好的位置准确度,性价比高,可以应用于对成本要求苛刻的永磁同步电机控制场合。     

基于转子凸极跟踪的无位置传感器永磁同步电机矢量控制研究

在分析高频电压信号激励下永磁同步电机数学模型的基础上,研究了一种基于凸极跟踪的转子位置自检测方法.文中讨论了高频电压信号的注入方式、提取,包含转子位置信息的高频负序电流的外差解调算法以及转子位置跟踪观测器的构成,并对一台内插式永磁同步电机采用旋转高频电压信号注入方式检测转子空间凸极的信号提取全过程进行了实验研究,成功地实现了该电机的无位置传感器矢量控制运行.实验研究表明,基于凸极跟踪的转子空间位置检测方法能准确地观测出转子的空间位置和速度,以此机理实现的永磁同步电机无传感器矢量控制也具有良好的静、动态运行性能.     

永磁型无轴承电机的无传感器运行研究

在分析高频信号激励下永磁同步电机数学模型的基础上，针对永磁型无轴承电机无传感器运行的需要，提出了一种基于电机空间凸极跟踪的转子位置估算自检测方法，讨论了利用高频信号注入、外差法空间凸极信号提取及转子位置跟踪观测器设计等位置检测原理和实现技术，并应用这种位置检测方法建立了永磁型无轴承电机无位置传感器的矢量控制系统。仿真研究表明，上述空间凸极跟踪方法能在内插式永磁型无轴承电机全速范围内准确地观测出转子的位置，能在高、低速和大负载扰动下实现无传感器方式的稳定悬浮运行。     

AC brushless drive with low-resolution Hall-effect sensors for surface-mounted PM Machines

An ac brushless drive in which Hall-effect sensors are used as rotor position sensors is presented in this paper. Three different methods to obtain a high-resolution position estimation from the low-resolution sensors are described and compared through simulation and experimental testing. The proposed control algorithm's most innovative feature is its adaptability to the entire speed range, including startup, when using any of the three estimation algorithms. The control algorithm has been implemented and tested in order to drive a slotless axial-flux permanent-magnet (PM) machine for domestic appliance applications.     

基于转子位置自检测复合方法的永磁同步电机无传感器运行研究

基于对高频信号注入法和模型参考自适应法转子位置自检测原理和特性的讨论，提出了一种包含零速在内的全速度范围内均能实现转子位置/速度准确检测和控制的复合方法。分析了从旋转高频电压信号注入法过渡到模型参考自适应法的切换原则，给出了速度切换区内转子位置、速度和加权系数的估算方法，并对1台内插式永磁同步电机2种方法的切换过程进行了实验研究，成功地实现了无传感器矢量控制的起动与运行。实验研究表明，这种转子空间位置复合检测方法既能在低速时准确地观测出转子的空间位置和速度，也能保证高速运行时较快的动态响应，适合于全速范围内电机的无传感器运行。     

An approach to real-time position estimation at zero and low speedfor a PM motor based on saliency

This paper presents a magnetic saliency-based position estimation approach for a permanent magnet (PM) motor fed by a voltage-source pulse width modulation (PWM) inverter. The proposed real-time estimation algorithm detects motor current harmonics and calculates the inductance matrix, including rotor position information. Position estimation can be performed every period of PWM or carrier cycle. An experimental system using an interior permanent magnet (IPM) synchronous motor has been constructed. Experimental results verify that position estimation within 10° in electrical angle is obtained at standstill and at speeds as low as 1 r/min by the proposed approach     

Sensorless-Oriented Design of PM Motors

This paper deals with the design of a permanent-magnet (PM) motor for zero-speed sensorless rotor position detection, by means of injection of a high-frequency signal. Various aspects are investigated: influence of the rotor structure, stator and rotor saturation, reliability of finite-element analysis to predict the motor performance, and influence of rotor iron bridges and of rotor eddy currents induced. The results presented in this paper give the key rules to designing a PM motor suitable for sensorless rotor position detection.     

改进的永磁同步电动机位置估算方法

介绍了一种永磁同步电动机转子位置估算的改进方法.此方法考虑了永磁转子对电动机磁路饱和的影响.采用转子转速的估算值对转子的位置角进行校正.实验表明,在低速和较高速运行时,该方法都能够得出较为精确的转子位置估算.     

Walsh function‐based position sensorless control for interior permanent magnet motor drives using ripple‐current of high‐frequency triangular‐wave‐carrier PWM inverter

This paper proposes the Walsh function‐based position sensorless drive method of a PM motor by using high‐frequency 20‐kHz triangular‐wave‐carrier PWM inverter ripple current. The proposed method uses the Walsh harmonic of PWM inverter ripple current to estimate the motor rotor position. By using the high‐frequency switching ripple current, the period of the rotor position estimation has been decreased and improves the step response of PM motor. The Walsh function makes it possible to use a definite integrator as the Walsh harmonic detector that can separate the small ripple‐current signal from the motor drive‐current signal. The Walsh harmonic detector circuit consists of less parts than the Fourier harmonic detector circuit. The validity of the proposed method was clarified by several experimental results. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 145(3): 80–88, 2003; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10205     

Position sensorless control for ultrasonic motors based on input voltage information

This paper presents a method of position sensorless control of ultrasonic motors (USM). The position sensorless control method is useful for reducing the cost and size of drive system. The position estimation method is based on the input voltage information of the ultrasonic motor. The characteristic of input voltage versus rotor position is expressed by a quadratic function which is used to estimate a rotor position based on input voltage information. This estimation method, which uses only the drive voltage of the ultrasonic motor, is a very simple algorithm and shows good estimation ability. The parameters of the quadratic function are adjusted by using the recursive least squares method and are obtained on‐line. Since it can correspond to parameter change, the estimated rotor position shows good agreement with the measured rotor position against load torque and motor temperature changes. Sensorless position control is achieved by using the estimated rotor position instead of the measured rotor position. The validity of the proposed method is confirmed by experimental results. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 163(1): 57–64, 2008; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20626