无刷直流电机无位置传感器位置检测技术研究

无刷直流电机的机体结构上没有电刷,因而需根据转子位置来决定定子绕组的换相时刻。转子位置可用位置传感器来检测,也可去掉位置传感器而通过其他方法计算得到。无位置传感器位置检测技术能够解决因霍尔位置传感器带来的外部扰动等问题,是无刷直流电机进一步扩展使用范围的关键部分。归纳和总结了无刷直流电机在无位置传感器时转子位置的检测技术,将无位置检测方法分为基于电机反电动势的检测法和信号注入法两大类。分析了各种方法的原理与优缺点,指出了无刷直流电机无位置传感器位置检测技术的发展趋势。该研究为无刷直流电机的发展和应用提供技术支撑。     

基于硬件滤波电路的无刷直流电机转子位置辨识

反电动势过零检测是无刷直流电机无位置传感器控制中转子位置检测的主要方法之一,为消除PWM因素的影响,需要对转子位置检测电路进行滤波处理。本文采用硬件滤波器对反电动势过零检测电路进行滤波,既要考虑深度滤波带来的相移问题又要兼顾消除噪声的影响,分析滤波器的幅频特性和相频特性,根据反电动势过零检测指标要求设计滤波器参数,并用于无刷直流电机转子位置辨识和无位置传感器控制中。仿真结果和实验结果表明,所采用的滤波器及其参数能较好地检测出转子位置,可以明显提高无位置传感器无刷直流电机驱动系统的控制性能。     

基于dsPIC30F6010的无位置传感器无刷直流电机起动方法

对反电动势检测转子位置的无传感器无刷直流电机的控制方法进行研究.分析常用的几种方法,采用预定位义法.利用dsPIC30F6010芯片实现无位置传感器无刷直流电机的起动.实验结果给出相电流、转速波形.实验表明,该起动法具有起动稳定、可靠的特点.     

基于DSP_F2812的BLDCM无传感器控制研究

分析了无刷直流电机数学模型,对无刷直流电机无传感器控制的三段式起动与反电动势过零点换相技术做出研究。利用电机三相端电压与反电动势间关系来确定电机反电动势过零点与换相点,提出了基于三相反电动势的改进型反电动势过零点换相方法。设计了基于DSP_F2812的无刷直流电机控制平台。通过实验验证表明,基于三段式起动与改进型反电动势过零点换相方法的BLDCM无位置传感器控制达到了带霍尔传感器换相控制的精度与效果。     

基于dsPIC3OF6010的无位置传感器无刷直流电机起动方法

对反电动势检测转子位置的无传感器无刷直流电机的控制方法进行研究。分析常用的几种方法，采用预定位义法。利用dsPIC30F6010芯片实现无位置传感器无刷直流电机的起动。实验结果给出相电流、转速波形。实验表明，该起动法具有起动稳定、可靠的特点。     

无位置传感器的无刷直流电机控制方法及控制系统

本发明涉及一种无位置传感器的无刷直流电机控制方法及控制系统,涉及无刷直流电机控制领域,本发明的方法是一种端电压大小逻辑换相法,该方法根据三相绕组端电压的大小得出三相绕组进行换相的逻辑规则,通过采集转子三相绕组端电压信号,输送到DSP控制器,由DSP控制器分析三相绕组端电压之间的大小关系,根据得出三相绕组换相的逻辑规则,控制电机绕组自动换相,实现电机的起动,使电机在各种速度下均能稳定运行。解决了现有无位置传感器的无刷直流电机控制方法对系统精确度要求较高,控制过程复杂,而且在低速时控制效果差、无法实现电机启动的问题。     

汽车用永磁无刷直流电机无位置传感器技术研究

研究一种汽车用永磁无刷直流电机无位置传感器控制技术-反电动势三次谐波检测法,它是利用定子反电动势三次谐波积分的方法来估算转子的位置。具体工作过程就是把电枢三相电压进行叠加,然后从中提取出反电动势的三次谐波分量,通过选择其积分过零点为电机的三相逆变电路的换相点。最后通过实验表明其与理论分析完全一致,为其在实际应用提出一种新的方法。     

汽车电子燃油泵中无刷无位置传感器直流电机控制研究

针对现有汽车电子燃油泵电机油品适应性差、噪声大、寿命短等问题,设计了一种无刷无位置传感器电机控制系统,并应用于电子燃油泵中.在分析无刷电机旋转原理的基础上,利用反电动势法在控制程序中构造虚拟中性点电压来确定反电动势过零点信号,并结合预定位启动法进行启动,从而实现了无刷无位置传感器电机的控制.实验表明:该系统能够准确判断电机反电动势过零点信号,电机运行平稳,且输出油量满足实际需求.     

弱滑模观测器在无刷直流电机中的仿真研究

深入讨论了基于幂次趋近率方法的滑模观测器,并对一系列切换函数进行对比研究,总结出弱滑模观测器的规律.通过软硬件方式间接获得可靠的转子位置信号是无位置传感器无刷直流电机矢量控制的基础.在状态观测器设计法中,基于幂次趋近率方法的滑模观测器对电机启动时的反电动势信号具有跟踪速度快、观测精度高等特点,且算法结构简单,便于实现.仿真结果表明该方法在电机启动时反电动势信号微弱的情况下可以准确地估算反电动势信号,快速跟踪实际信号,并证明了该方法的正确性与有效性.     

无刷直流电机启动过程仿真研究

研究无刷电机启动优化稳定性控制问题,在无刷直流电机启动过程中,预定位阶段转子到达平衡位置时会出现震荡现象,加速阶段电机换相时间曲线难以确定,电机启动的稳定性变差。为了使电机能够快速平稳启动,提出用三段式启动方式,采用一种电机外加电压逐渐增加的转子预定位方法。首先利用Park变换和Clark变换对转子预定位过程进行数学建模分析,同时对强推加速阶段进行仿真。仿真结果可以表明方法可以使转子平稳旋转到平衡位置,并通过研究换相时,减小了对启动过程的影响,为实际无刷直流电机优化控制设计提供理论依据。     

异步电动机电磁振动噪声自动抑制方法

针对电动机噪声抑制过程受到电动机部位、零件振频的影响,导致噪声抑制效果不均等问题,提出一种异步电动机电磁振动噪声自动抑制方法.根据电磁振动中基波磁场产生的倍频力波和定转子谐波磁场产生的径向力波,得出提高力波阶数能够一定程度对噪声进行抑制.由于电动机不同部位、不同零件的振频不同,可以针对其各自特征,采取特定的抑制方法,因...     

基于改进瞬时功率法的电动机故障诊断

从采集的鼠笼异步电动机定子电流出发,建立了流方的概念,通过故障电流的自乘方放大并转移故障特征频率。根据瞬时功率的概念提出了基于改进瞬时功率法的电动机故障诊断方法,通过理论推导分别提取了转子断条故障和转子偏心故障在流方中的特征频率分量,有效地克服了转子断条故障特征频率容易被基频淹没的缺点,实现了对转子断条、偏心、复合等故障的辨别诊断。该方法与传统瞬时功率法相比,采集的数据量减半,避免了电压波动和采样误差对瞬时功率的影响。     

实心转子感应电动机高速运转性能分析

分析了实心转子感应电动机的磁路及M-S曲线;采用Ansoft有限元软件对电动机变频启动的动态过程进行仿真,得到了空载启动的磁场分布、定转子电流、启动转矩等动态数据;测试了电动机在高频高速状态下的性能,论证了实心转子感应电动机高速运行的可行性。     

Backstepping Control of Speed Sensorless Permanent Magnet Synchronous Motor Based on Slide Model Observer

This paper presents a backstepping control method for speed sensorless permanent magnet synchronous motor based on slide model observer. First, a comprehensive dynamical model of the permanent magnet synchronous motor(PMSM) in d-q frame and its space-state equation are established. The slide model control method is used to estimate the electromotive force of PMSM under static frame, while the position of rotor and its actual speed are estimated by using phase loop lock(PLL) method. Next,using Lyapunov stability theorem, the asymptotical stability condition of the slide model observer is presented. Furthermore, based on the backstepping control theory, the PMSM rotor speed and current tracking backstepping controllers are designed, because such controllers display excellent speed tracking and anti-disturbance performance. Finally, Matlab simulation results show that the slide model observer can not only estimate the rotor position and speed of the PMSM accurately, but also ensure the asymptotical stability of the system and effective adjustment of rotor speed and current.     

基于滑模观测器的SPMSM位置速度估计

针对面装式永磁同步电机(SPMSM)无传感器的控制问题,提出了一种基于改进滑模观测(SMO)和锁相环(PLL)相结合来估计转子位置和速度的新方法。改进滑模观测器采用S型函数对静止坐标系下反电动势(EMF)分量进行估算,提取转子位置和速度信息,有效减小了运用传统滑模观测器估算反电动势所带来的抖振现象,估算的反电动势通过锁相环(PLL)解耦得到准确的转子位置和速度。构建了Lyapunov函数,证明了改进滑模观测器的收敛性,解决了无位置估计算法中鲁棒信差、算法复杂的问题。通过使用ST(意法半导体)的STM32F10X-128K-EVAL电机开发套件和Matlab仿真,对该方法做了详细验证。实验结果表明,该方法能够准确获得电机转速和转子位置的观测值,构成的无传感器矢量控制系统稳态精度和动态性能良好且易于工程实现。     

基于ST7的无传感器BLDCM控制系统设计

介绍了基于ST7FMC1K2单片机控制的无位置传感器无刷直流电机控制系统的设计。该系统通过反电动势法实现位置检测,同时给出了系统的硬件的构成。阐述了利用ST7FMC1K2芯片实现无位置传感器无刷直流电机的三段式起动方法;最后通过实验证明该系统具有较宽的凋速范围、优越的静态和动态特性。此方案电路简单、可靠性高,具有较高的应用价值。     

电动汽车永磁同步电机无位置传感器分数阶滑模控制技术仿真研究

针对无位置传感器永磁同步电机控制系统在启动时电机转速较低,电机的反电动势较小,信噪比太低无法满足精确估计条件的问题,采用一种分段启动控制策略,当系统转速较低或刚开始启动时,通过他控恒转矩起动方式;当电机转速较高时,通过建立分数阶滑模观测器来实现转子位置的准确预测,并通过分数阶滑模控制器实现对电机的控制。通过在Matlab/Simulink平台中的仿真,直流电压311V,开关频率设为5kHZ,给定初始参考转速为600r/min,在0.2s突加1.5N?m转矩,分数阶观测器能够实现电机的平滑启动,且达到良好的静态和动态控制性能,从而使电动汽车能够更加安全可靠,为汽车产业的可持续发展提供技术支持。     

Diagnosis of broken rotor bars in induction motors based on harmonic analysis of fault components using modified adaptive notch filter and discrete wavelet transform

This paper proposes a method for fast and accurate detection of broken rotor bars (BRBs) in a three-phase squirrel cage induction motor. The fundamental component of the stator current signal is extracted using a linear time-invariant filter. The resultant residual signal which contains the harmonic components of the current is then used to detect the BRBs, by means of discrete wavelet transform (DWT). Since in experiment it is not possible to break the rotor bars while the motor is under load, finite element method and MATLAB/Simulink are employed to accurately demonstrate the behavior of the running machine as the BRB happens. To get more accuracy, differential evolution (DE) optimization algorithm is used to obtain the corresponding fault impedance for the rotor external circuit of the MATLAB model. Detail coefficients (DCs) of the wavelet decomposition are employed as the new fault indicators. Simulation results show that using DCs of the harmonic component signal rather than the actual current signal, leads to more distinctive fault signatures in the wavelet decomposition. The obtained results suggest that the proposed fault detection scheme can be employed as a highly reliable technique for diagnosing rotor bar failures in running machines.     

无刷直流电机控制系统的仿真

在Matlab/Simulink环境下,基于无刷直流电机的驱动原理,构建其控制系统模型并进行仿真分析.根据电机转子的位置信号,利用PWM调制方法对无刷直流电机的定子各相绕组电压进行控制,从而达到控制电机转速并获得性能较好的转速曲线.