永磁同步电机定子电流测量误差分析与补偿

永磁同步电机定子电流的测量精度是影响电机调速系统高性能运行的重要因素。定子电流的测量过程中会不可避免地引入增益误差和偏移误差,而电流误差会引起电机转速和转矩脉动。分析了增益误差和偏移误差产生的原因和对闭环系统的影响,提出一种低通滤波器加转速差估算误差电流的补偿算法。仿真和实验结果表明,定子电流测量过程中引入的偏移误差和增益误差会使电机的转速和转矩在fe和2fe频率处脉动。该补偿算法能够有效地减小被测定子电流的测量误差,抑制电机由于电流测量误差所引起的转速和转矩脉动,提高永磁同步电机调速系统的稳态和动态性能。     

永磁直流电机绕组脱焊故障在线诊断与分析

通过分析永磁直流电机绕组脱焊故障电流的变化机理,揭示了永磁直流电动机稳态电枢电流的均值大小及其脉动频率、脉动幅度与绕组脱焊故障状态之间的内在联系,确立了基于电流信号的绕组脱焊故障诊断模型;运用该模型对样本电机进行绕组脱焊故障实验研究。实验结果与故障机理分析的一致性表明:该模型对永磁直流电机的绕组脱焊故障在线诊断是非常有效的,同时对建立永磁直流电机常见故障的统一诊断模型提供了研究思路。     

无刷直流电机在脉宽调制下的转矩脉动抑制

分析无刷直流电机(BLDCM)稳态换相转矩脉动与转速的关系,确定换相时间与电枢电流及反电势之间的关系.分析脉宽调制(PWM)方式对三相六状态二二导通BLDCM控制系统的影响,提出了在PWM-ON-PWM(前30°和后30°进行PWM控制,中间60°保持恒通)方式下的转矩脉动补偿控制.该控制不但能够完全消除非换相期间由于关断相出现电流而引起的电磁转矩脉动,还能够完全补偿由于换相而引起的转矩脉动,实现电机在低速和高速时的无转矩脉动控制.     

基于Buck变换器的无刷直流电机转矩脉动抑制

无刷直流电机在换相区和传导区均会存在转矩波动大、输出转速稳定性差的问题,严重影响了其工程应用效果。通过对电机转矩脉动的理论分析和Buck变换器的工作原理分析,提出一种基于Buck变换器的无刷直流电机四闭环控制方法。该方法在三相桥前级增加Buck变换器的基础上,对电机转速、相电流、Buck变换器输出电压和电感电流进行闭环控制。该方法能够消除传导区转矩脉动,削弱换相区转矩脉动。在Matlab/Simulink仿真环境中建立基于Buck变换器的无刷直流电机闭环控制系统模型,并分别对无Buck变换器控制方法和基于Buck变换器的四闭环控制方法进行仿真。结果表明,基于Buck变换器的四闭环控制方法能完全消除无刷直流电机传导区转矩脉动,换相区转矩脉动减小75%。     

一种新型低转矩脉动无刷直流电机的设计及其控制方式

提出了一种新型永磁无刷直流电机的设计及其控制方法。通过六相26极结构的解耦方式建立低转矩脉动永磁无刷直流电机数学模型,使每相可以进行并行的、相对独立的反馈控制。在MATLAB/Simu-link环境下对电机模型及其控制系统进行仿真研究,得到了电机正常工作时的转速及转矩响应波形。实验结果显示电机转速平稳,转矩脉动明显降低,从而验证了该种电机设计与控制方式的合理性和有效性。     

基于LCD和中心极值差分的直流电机间接测速

针对直流电机无转速传感器间接测速问题,构造了基于局部特征尺度分解的具有自适应能力的滤波器组;依据直流电机电枢电流中噪声频率高、幅值小和换向电流频率高、幅值大这一特性,确定了滤波器组中内禀模态分量(Intrinsic Scale Component,ISC)分量的阶数以组成换向电流;为避免复杂换向过程引起的换向电流频率突变,提出了基于中心极值差分(Central Extreme Difference,CED)的换向电流频率求取方法;最后,根据电机电流频率和转速间的关系,获取了电机的转速特性。实验结果表明所提方法提取的换向电流较平滑,不仅获取的转速曲线波动程度较小、不存在转速突变,而且计算速度也有大幅度的提高。     

采用频谱法提高直流电机测速精度

１引言在文献［１］中，介绍了采用电流互感器的型式，利用直流电机的特殊条件，从供电电流波形中提取换向脉冲，达到测量转速的目的。该方法对被测电机没有附加要求，具有简单方便的特点。倘若被测电机装配工艺性较好，转速离散性小，选频滤波网络谐振频率选择合适，选频...     

一种新型低转矩脉动无刷直流电机的设计及其控制方式

提出了一种新型永磁无刷直流电机的设计及其控制方法。通过六相26极结构的解耦方式建立低转矩脉动永磁无刷直流电机数学模型，使每相可以进行并行的、相对独立的反馈控制。在MATLAB／simulink环境下对电机模型及其控制系统进行仿真研究，得到了电机正常工作时的转速及转矩响应波形。实验结果显示电机转速平稳，转矩脉动明显降低，从而验证了该种电机设计与控制方式的合理性和有效性。     

基于模糊自适应ADRC的无刷直流电机电流控制

针对传统PID控制下无刷直流电机电流脉动较大,转矩脉动显著的问题,在研究电机数学模型和自抗扰控制器原理基础上,提出一种基于模糊自适应ADRC的无刷直流电机电流控制器.采用模糊推理方法对ADRC参数在线自整定,将电机电流脉动等视为系统的未知干扰,利用该文设计的控制器以改善馈电电流波形,抑制电机转矩脉动.实验结果验证了所提出控制方案的有效性,是一种新型的无刷直流电机电流控制方式.     

基于有限状态模型预测控制的无刷直流电机转矩脉动抑制方法

为抑制无刷直流电机换相过程中产生的转矩脉动,提出一种有限状态模型预测控制的换相转矩脉动抑制策略。根据电机数学模型,从电流角度分析换相转矩脉动产生的原因。建立无刷直流电机非换相相电流预测模型,分析换相阶段电机在低速与高速下不同开关状态的非换相相电流变化,通过反馈校正和价值函数选择适当的开关状态,使非换相相电流保持恒定,达到抑制换相转矩脉动的目的。该方法在全转速范围内均可有效抑制换相转矩脉动,并通过选取有限状态降低预测控制的计算量。仿真和实验结果表明:与传统双闭环PI控制方法相比,采用有限状态模型预测控制可以有效抑制无刷直流电机换相转矩脉动。     

换向过程对直流电动机电流脉动频率影响的分析

从换向的角度对直流电动机电流脉动的原因进行了详尽的分析。认为换向造成的电流脉动除了与转速有关以外还与换向片数以及不能同时换向的电刷个数有关。电极对数影响电流脉动的原因还需从其它角度考虑。尤其在换向片数较多的电机中如何识别电刷位置偏移造成电流脉动频率的倍增或倍减，将是直流电动机无传感器测速方法要研究的难点。     

对无传感器直流电动机测速公式的修正

根据4极直流电动机的转速与脉动电流频率关系的实验结果,对现有的无传感器直流电动机测速公式提出了修正意见。新的修正公式不仅能够解释文中的实验结果,也能满足以往文献提出的直流电动机转速与脉动电流频率之间的关系。     

直流电动机反电动势对其电流脉动频率的影响

对由反电动势所造成的直流电动机的电流脉动的频率进行了分析和数学证明，提出当直流电动机旋转时，反电动势造成的的电流脉动频率与转速、磁极对数、每个支路串联元件数以及脉动电流不重合的并联支路数有关，与电刷对数、换向片数、齿槽数无直接的关系。结果对各种类型的直流电动机的无传感器转速测量方法提供了一个进一步分析的基础。     

直流电动机无传感器测速的一个特例

一般认为，直流电动机无传感器测速公式中磁极对数与转速成反比。给出了一个4极16换向片直流电动机的特例。试验表明：与现有的测速公式不同，磁极对数在转速与脉动电流频率的关系中没有显示任何影响，并分析了其产生原因。     

直流电动机无传感器测速的一个特例

一般认为,直流电动机无传感器测速公式中磁极对数与转速成反比。给出了一个4极16换向片直流电动机的特例。试验表明:与现有的测速公式不同,磁极对数在转速与脉动电流频率的关系中没有显示任何影响,并分析了其产生原因。     

非理想梯形波反电势的永磁无刷直流电机换相转矩脉动抑制方法

为了提高磁悬浮控制力矩陀螺(magnetically suspended control moment gyro, MSCMG)框架伺服的精度与稳定度,针对永磁无刷直流力矩电机(permanent magnet brushless DC motor, PMBLDCM)非理想梯形波造成的换相转矩脉动,分析指出了换相反电势不平衡是造成转矩脉动产生的又一原因,且是影响低速力矩电机换相转矩脉动的主要因素。在单一直流母线电流反馈的基础上,提出了一种换相转矩自平衡控制方法,其中包括换相转矩平衡点观测器和角加速度的快速最优估计算法,有效的抑制了换相转矩脉动,提高了低速时的速率伺服精度与稳定度。     

一种改善BLDCM调速性能的模糊矢量控制策略

针对永磁无刷直流电机(BLDCM)在方波控制时转矩脉动大、电流畸变程度大以及反电势不稳定造成转速波动的问题,本文在分析BLDCM控制方式的基础上,将这些问题的原因归结于控制时的电流换相以及反电势并非理想方波电势。基于此,针对电动汽车BLDCM提出一种基于模糊控制的无刷直流电机矢量控制调速策略,此策略使用模糊控制器对转速误差进行调节,进而增强系统的调速性能;使用矢量控制取代方波控制,进而克服转矩脉动、电流畸变以及反电势不稳定等问题。实验结果表明,本文提出的控制策略能较好地抑制转矩脉动,并使电流以及转速更加平滑稳定。     

换相期间无刷直流电机转矩脉动的抑制策略

无刷直流电机的转矩脉动是影响其性能的重要因素.针对换相期间的转矩脉动进行了分析,重点研究了非理想反电势、关断相和开通相相电流变化速率不等这两个因素引起的转矩脉动,为了抑制这两个因素引起的转矩脉动,提出了分段控制的策略.该策略集成了转矩直接控制和重叠换相法的优点,可以有效抑制由非理想反电势、关断相和开通相相电流变化速率不等引起的转矩脉动.通过仿真分析验证了该方法和其中两种方法单独应用时的差异,证明了分段控制策略在换相期间抑制转矩脉动的有效性.     

基于统一式的无刷直流电动机换相转矩脉动抑制新策略

分析了无刷直流电动机(BLDCM)换相转矩脉动产生的本质,在BLDCM及逆变器数学模型的基础上推导出了不同PWM控制方式的换相转矩脉动统一式.在只有单级逆变器的调速方式下,基于直流母线电流控制,提出了一种全速度范围内抑制电动机换相转矩脉动的PWM控制方法,保证换相期间开通相和关断相电流上升率和下降率相等.该方法算法简单...     

无刷直流电机换相转矩脉动减小及动态仿真

针对无刷直流电动机转矩脉动大的问题,提出了采用不同的PWM调制方式以及不同的重叠换相角减小换相电流所引起的转矩脉动,并运用Matlab/simulink软件对相应控制策略下的无刷直流电机进行了仿真。结果表明,增加PWM调制频率,选择合适的占空比和重叠换相角时可以使无刷直流电动机的换相转矩脉动减小。