基于改进脉冲注入开关磁阻电机无位置传感器技术

针对12/8极分块转子开关磁阻电机无位置传感器运行,提出一种改进的脉冲注入方法。与传统的脉冲注入方法在电机低速运行时对三相绕组的非导通区间均注入电压脉冲不同,该文提出的改进的脉冲注入方法仅对电机一相绕组的非导通区间注入电压脉冲。针对分块转子电机在非导通相注入高频脉冲信号后因响应电流较小导致采用脉冲注入方法效果变差的缺点,采取在非导通区间注入宽度逐渐增大的电压脉冲,通过响应电流峰值与阈值的比较进行转子位置估计的方法。在电机转速升高时结合电流梯度法扩大其适用范围。最后通过实验验证了所提出方法的正确性和实用性。     

考虑饱和电感特性的开关磁阻电机的无位置传感器控制方法

针对开关磁阻电机重载运行下因饱和电感随电流变化而导致速度和位置估算不准确的问题,提出一种基于六个电感特殊位置点的开关磁阻电机转子位置估算方法,通过非导通相注入电压脉冲及导通相电流获取实时在线计算全周期增量电感信息并获得电感曲线,通过相邻两相电感大小判断输出交点位置角度,低电感区相邻两相电感交点受磁路饱和影响小,输出固定的角度分别为7.5°、22.5°和37.5°;高电感区相邻两相电感交点受磁路饱和影响大,采用5次多项式拟合方法获取交点角度与电流的函数关系,结合实际采样电流计算交点位置,由电感交点位置估算任意时刻电机转速及位置。最后,通过仿真和实验验证了在惯性运行、轻载、重载、负载突变和高速等运行工况下位置估算的正确性。     

一种开关磁阻电动机无位置传感器起动方法

提出了一种开关磁阻电动机的无位置起动方法。起动前对电机三相绕组注入短时电压脉冲,根据响应电流和绕组电感的关系,确定初始导通相。一相导通时,非导通相继续保持电压脉冲的注入,通过比较非导通相的响应电流,确定电机的换相点,实现电机三相轮流导通,从而完成电机的起动过程。在此基础上,增设阀值比较环节,消除了电感下降区的误导通信号,从而避免了负转矩的产生。仿真与实验结果表明,该方法可以实现三相开关磁阻电机的无位置传感器起动,使电机从静止达到一定转速,从而验证了所提方案的可行性。     

两种开关磁阻电机无位置传感器起动技术的比较研究

无位置传感器起动技术一直是开关磁阻电机研究的难点。对传统的非导通相电流比较的起动方法进行了改进,同时还提出了一种基于非导通相电感双阈值法的起动策略。前者是通过比较非导通相电流大小来获得换相信号,实现电机的轮流驱动;后者则是通过比较非导通相估计电感与预设阈值之间的大小,来估计另外两相的开通与关断信号,实现电机的驱动运行。对两种无位置传感器起动方法进行理论分析,最后通过实验验证了这两种起动方法的可行性,并证明了理论分析的正确性。     

开关磁阻电机低速运行无位置传感器检测方法

针对开关磁阻电机低速运行方法中的传统脉冲注入法只利用非导通相电流信息,存在导通区间受限和续流影响估计精度的问题。本文对低速控制策略与无位置检测原理进行研究,提出了一种双电流斩波限PWM滞环控制的三相电流斜率差值无位置传感器检测方案。所提方案在导通区采用双斩波限PWM滞环控制,使导通区电流斩波次数增加,能够改善低速运行时的性能,并提高电流斜率差值的计算精度。与传统非导通相电流比较方法只利用非导通相信息相比,该方案增加了导通相电流计算。在计算导通相电流斜率差值后,与两非导通相形成三相电流斜率差值,从而估计电机的实时位置信息。以三相12/8结构的电机进行了相关仿真和实验验证,实验结果表明,该方案能够有效解决传统方法存在的导通区间固定和实时角度计算受续流影响的问题。     

无位置传感器无刷直流电机无硬件滤波转子位置检测方法

为了实现无硬件滤波电路下的无位置传感器无刷直流电机控制,针对其控制难点提出了一种利用芯片寄存器状态和换相电流续流时间的特性来避开PWM调制波形和换相时电流续流造成的尖峰电压干扰的转子位置检测方法。该方法对非导通相端电压进行定区间检测以及对换相时的续流噪声采取适当的延时操作来避开其干扰。该方法无需复杂的硬件滤波电路以及检测电路,无需复杂的软件算法,具有较高的实用性。最后通过实验验证了该方法在不同占空比和负载下控制结果的有效性。     

基于脉冲计数的无位置BLDCM转子位置精确检测方法

分析了BLDCM三相反电动势波形、三相端电压波形与电机转子位置关系。对BLDCM无传感器控制方式下转子位置的精确检测作出研究。利用电机转速、当前导通相、PWM频率与电机转子位置间关系,通过对电机逆变侧所通PWM脉冲进行计数,并采用校正算法来确定电机转子的精确位置。在Matlab/Sim-ulink下对该转子位置检测方法进行建模,设计了基于DSP F2812的BLDCM控制平台。仿真和实验对比验证表明,该类检测方法能准确得到电机转子所处位置,满足转子位置精确检测的精度与要求。     

无位置传感器开关磁阻电机缺相故障位置检测

提出了一种基于双电流阀值电感分区的开关磁阻电机无位置传感器缺相诊断和位置估计的方法。通过设置双电流阀值对电感周期进行分区,在电机驱动运行时,对非导通相注入高频脉冲,通过比较脉冲电流幅值与高、低电流阀值的关系,估计出位置检索脉冲信号,当电机发生缺相故障时,通过检测位置检索脉冲信号边沿触发顺序来诊断缺相故障,并利用正常相的电磁信息实现转子位置的估计,最后通过缺相故障模拟实验,验证了该缺相故障下位置估计算法的正确性和可行性。     

无位置传感器开关磁阻电机无反转起动研究

提出了一种检测无位置传感器开关磁阻电机(SRM)起动前转子初始位置的方法.通过向电机定子相绕组注入瞬时测试脉冲,跟踪相电流判断转子的初始位置及相应的初始导通相,从而实现转子处于任何位置时的无反转起动.通过对一台8/6极的开关磁阻电机的实验,验证了该方法的可行性.     

开关磁阻电机滞环斩波控制无位置传感器技术

提出一种滞环斩波PWM控制和时间阀值比较相结合的开关磁阻电机特征位置估计方法。在电机驱动运行中,导通相采用滞环斩波控制,滞环斩波PWM开通时间随相电感增大而增大,当转子到达极对极对齐的特征位置时开始减小,所以通过比较相邻两个滞环斩波PWM开通时间的大小,即可得到特征位置的位置检索脉冲信号。在电机刚开通时刻,相电流从零上升到斩波上限,第一个滞环斩波PWM开通时间比其后面相邻的滞环斩波PWM开通时间长,因此在开通角位置也产生一个位置检索脉冲,但该位置检索脉冲信号是随着开通角变化而变化,不能作为位置估计的基准,为此,用了时间阀值比较的方法,除去该位置检索脉冲信号。由于算法中各估计相是相互独立的,所以该算法具有缺相容错运行性能。实验验证了算法的可行性和正确性。     

双凸极电机非导通相电流尾巴的研究

文中基于采用单斩桥臂上管PWM调制方式的12/8极转子斜槽式双凸极电机,对每个导通区间内非导通相的电流尾巴进行了深入研究。给出非导通相工作特性的分析,阐述了非导通相电机尾巴的产生机理,给出电流尾巴出现时刻、消失时刻及电流尾巴大小的解析式,分析其对电机运行的影响,并讨论了输入电压变化、三相绕组反电势变化、负载变化及霍尔位置调整准确度等多种因素对电流尾巴的影响,从而揭示了电流尾巴的产生与单斩电流滞环控制机理及三相绕组瞬时变化之间的内在关系,及影响电流尾巴大小的诸多因素,并通过实验验证了文中分析及结论的正确性。     

基于绕组电感变化特性的无刷直流电机无位置传感器控制

在具有凸极结构转子的无刷直流电机中,受转子凸极效应的影响,绕组的自感和互感随转子位置呈近似正弦的周期性变化,导致三相端电压在非导通期间的波形随转子位置呈现有规律变化。该文以此出发,分析了非导通相的端点电压在PWM斩波周期内的跳变值随转子位置的变化规律,并阐述了利用此规律进行运行状态下换相位置估计的方法,并与铁心的饱和效应相结合,提出一种新的在静止状态下进行转子位置区间估计的方法。实验结果表明,用所提出的方法能在静止和低速状态下可靠地估算出转子位置,与实际的误差很小,验证了方法的可行性。     

人工心脏无位置传感器无刷直流电动机非导通相端电压分析

人工心脏无位置传感器无刷直流电动机轻载时,通过采集PWM关闭期间的非导通相端电压来获取反电势过零点存在一定的局限。以逆变桥上管PWM调制、下管恒通的控制方法为例,理论分析了非导通相端电压在PWM导通与关断期间的波形,并进行了实验。结果表明,在PWM关闭阶段,非导通相端电压会受到导通相悬空、非导通相嵌位等影响发生波动,反电势采集时需加以注意,避免引起换相故障。     

三相无刷直流电机改进型脉宽调制策略北大核心CSCD

研究了一种改进型无刷直流电机脉宽调制策略。在传统的无刷直流电机脉宽调制技术的基础上,针对调制期间开关管断开时的电机绕组电流无法有效控制问题,研究了一种基于六开关电压源型逆变器的四管调制策略,即在任意时刻逆变器都有4个功率开关同时参与调制过程。该方法在脉宽调制过程中,在电机绕组电流导通状态下,在两个开关桥臂上仅仅有两个开关工作;在绕组电流处于续流状态下,在同一个逆变器桥臂上的,有对称的另外两个开关进行导通续流。这种调制方式可以抑制非换向期间非导通相的续流问题,并且通过调节换向期间的占空比可以有效抑制非导通相的电流脉动问题。实验结果进一步验证了提出方法的有效性。     

基于特殊电感开关磁阻电机无位置传感器控制

针对开关磁阻电机(SRM)引入位置传感器导致系统复杂,全周期不饱和电感方法因磁链饱和导致检测位置不准的问题,提出基于特殊电感SRM无位置控制方法。在电机运行中,对非导通相注入高频脉冲,计算各相电感随时间变化率的最小值来检测特殊电感位置点,根据相邻两个特殊电感位置点估算电机转速,继而得到并更新电机转子位置。最后在该方法基础上分析电感不对称情况下估计转子位置的策略。仿真和实验验证表明,在电机运行过程中可以精确估计出转子的位置,验证方法的有效性。     

无位置传感器开关磁阻电机的无反转起动研究

提出了一种检测无位置传感器开关磁阻电机 (SRM )起动前转子初始位置的电流定位法 ,即同时向电机两相以上的绕组注入一定幅度的测试脉冲 ,利用各相测试电流与定子电感和转子位置的关系确定转子初始位置以及相应初始导通相 ,从而实现转子处于任何位置时的无反转起动 ,对不允许转子反转的某些应用场合具有较大的实用价值。     

隐极式无刷直流电机转子初始位置估计

转子初始位置的确定是无刷直流电机控制系统无反转、大转矩起动的基础。详细分析了无刷直流电机在施加电压矢量过程中,非导通相端电压的变化趋势和转子初始位置之间的关系,基于定子铁心的饱和效应,提出了一种新的转子初始位置估计方法。该方法向电枢绕组施加3个电压矢量,分别检测各个电压矢量下非导通相端电压的变化趋势,得到转子的初始位置,估计精度为60。该方法无需电流传感器,实现方便,适用于低成本场合。利用STM8S903K3单片机为核心的无刷直流电机控制系统实验平台对所提方法进行验证,结果表明该方法能够有效估计转子初始位置。     

一种开关磁阻电机无位置传感器控制效率优化策略

针对开关磁阻电机(SRM)的简化磁链法只能实现单相导通运行且导通区间固定的缺点,提出了一种结合固定关断角和自适应调节开通角的无位置传感器控制技术。利用曲线拟合关断位置磁链取代传统存储数据表,通过对比实时计算的动态磁链和曲线拟合的静态磁链,确定关断位置信号并估计转速和其他位置。考虑电机阻抗和电感的非线性特点,优化电感最小区域的开通角自调节模型确定导通区间。仿真结果验证了该方案的可行性和正确性,能够实现转子位置的间接检测,电机的运行效率得到进一步优化。     

永磁无刷直流电动机非换相区间转矩特性研究

分析了5种PWM调制方式对永磁无刷直流电动机(BLDCM)非导通相电流和非换相期间转矩脉动的影响.理论推导得到:单斩上桥调制关断时,截止相在其反电动势小于零的30°区间产生续流;单斩下桥调制关断时,截止相在其反电动势大于零的30°区间产生续流;双斩调制时,截止相不会续流.非换相期间,电磁转矩脉动主要来源于PWM调制关断时的续流,单斩调制两相续流转矩脉动小于三相续流转矩脉动,单斩调制转矩脉动小于双斩调制转矩脉动.通过仿真实验,验证了理论分析结果的正确性.     

开关磁阻电机的电感分区式无位置传感器技术

为减少外加传感器对开关磁阻电机应用领域的限制,本文提出一种开关磁阻电机无位置传感器技术的新方法。该方法利用各相电感之间大小逻辑关系随转子位置不同而区域性变化的特点,将转子位置分成不同区间并加以辨识,得到每一相的位置脉冲信号。利用位置脉冲信号下跳沿算出转子位置角,实现无位置传感器运行。考虑到因关断角的改变引起转子位置分区不同的情况,文中针对每种不同情况进行分析并根据各相电感逻辑关系与转子位置区间的对应关系将这两种情况整合成一种统一算法。该方法无需开关磁阻电机电磁特性数据,不需要复杂运算,实时性好且易于实现。仿真分析和实验结果表明,该方法能够实现准确的位置估计和无位置传感器运行。