一种新无刷直流电机无位置传感器零起动方法

目前,无刷直流电机(BLDCM)的无位置传感器多采用3段式起动法,但此起动法存在一些不足,特别是在电机负载较大的情况下,电机起动成功率较低,其关键问题在于检测电路无法在电机低速运行时准确地检测到转子的位置信号,电动机无法顺利切换到自控同步运行.此处采用反电动势过零点检测方法,通过改进反电动势检测电路和无位置传感器的起动方法,结合软硬件进行相位移补偿.提出一种新的:BLDCM无位置传感器零起动方法,并设计了一款新型无位置传感器控制器.实际运行证明,改进的反电动势检测电路在电机全速范围内均能稳定可靠工作,电机在大负载下起动成功率接近100%,从而大大提高了电机的运行性能.     

一种应用反电动势法检测BLDCM位置的检测电路

方波电流驱动的BLDC电机无位置传感器控制检测转子位置的最重要方法是反电动势检测法.设计的反电动势检测电路,仿真和实验验证了电路的有效性和可行性.电机低速阶段,控制器对检测电路进行了必要的相位补偿,在BLDC的无位置传感器控制应用中取得良好的效果.     

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。     

开关磁阻电机无位置传感控制器研究

针对机械式位置传感器增加控制系统复杂性和降低系统可靠性的问题,提出了开关磁阻电机一种新的无位置传感控制器。在建立开关磁阻电机电感模型基础上,推导无位置传感器数学模型,构建无位置传感器控制系统。通过测量激励相电压和电流,估算转子实际位置,采用电流斩波控制方法控制开关磁阻电机低速运行,采用角度位置控制方法控制开关磁阻电机高速运行。对该无位置传感系统进行仿真,并实现了对开关磁阻电机无位置传感器的控制。实验结果表明该方法能在较宽调速范围内准确地估计开关磁阻电机转子位置。     

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.     

无刷直流电机双模控制技术研究与应用

针对无刷直流电机的无位置传感器控制"三段式"起动技术的缺陷,以电动自行车为研究对象,采用反电动势过零点检测方法和相位补偿技术,通过改进反电动势检测电路,优化无位置传感器控制的起动方法,设计出基于相位补偿的双模式运行无刷直流电机控制方案,使无刷直流电机可运行在有位置传感器和无位置传感器两种模式下,当位置传感器信号输出正常时,电机默认运行在有位置传感器模式;若位置传感器信号输出不正常,电机自动切换运行在无位置传感器模式。实验证明,反电势检测电路灵敏度高,且很好的实现了相移补偿,两种模式切换过程平稳,运行状态平稳。     

无刷直流电动机无传感器转子位置估计方法

无位置传感器无刷直流电机是无刷电机的发展方向。无传感器位置检测方法主要有反电势法,定子三次谐波法和电感法等。一般来讲,反电势法与定子三次谐波法比较成熟,但是电机静止或者低速时,位置检测困难。该文叙述了电机起动或者低速时的转子位置估计方法,即定子电感法和速度无关位置函数法。它为无位置传感器无刷直流电机的转子位置检测,尤其对电机起动以及低速时转子位置检测提供了解决方案。     

交流电机无传感器低速驱动技术分析

无机械速度传感器的交流驱动控制技术具有成本低及可靠性高的特点.无速度传感器控制技术需要对电机内部状态变量如磁链和转子速度进行估计.通常,转子速度的估计只有通过定子电压和电流的检测获得.开环速度估计器的鲁棒性因电机参数变化较差,为了提高抵抗参数变化和信号噪音的鲁棒性,采用闭环观测器估计电机的状态变量以及对电机的参数进行在线辨识.然而,根据无传感器控制文献可知,电机在低速稳定运行时存在困难,解决的方法必须采用电机的寄生效应,即为电机提供附加的状态信息如转子齿谐波电压等.给出了近年来报道的改善交流电机低速估计性能的若干解决方案的要点及一些在无传感器条件下观测的结果并进行了分析,从而对进一步研究提出可能新颖的建议.     

无刷直流电机无位置传感器起动控制策略

基于定子铁心饱和原理,提出了一种无位置传感器控制下无刷直流电机转子初始位置复合定位方法,该方法先利用两两导通和三三导通共十二个电压矢量进行转子初始位置30°区间检测,再施加特定的电压矢量对转子进行精确定位,从而得到准确的转子初始位置.然后再利用升压升频软件实现方法起动电机,并在适时切换到无刷直流电机无位置传感器控制正常运行方式.实验结果证实了所提出的理论的正确性.     

用MIA425实现电机平稳起停

1引　言由于工业上的应用需要,无位置传感器无刷直流电机应用发展迅速,各种专用芯片也相继出现,其中MicroLinear公司的ML4425就是其中典型代表。该芯片提供三相全控输出,由下桥进行PWM斩波,并以PLL(锁相环)电路实现转子位置检测。它的起动过程分为三个运行模式(阶段),即Align模式(电机转子定位),Ramp模式(电机开环加速),CloseLoop模式(电机闭环运行,正常工作状态)。通过外围的一些参数设定,可实现电机的可靠起动。ML4425芯片只有在上电时能够进入Align模式,而在芯片正常工作的情况下无法进入该模式,从而无法重新起动电机。该芯片提供…     

A new position‐sensorless position control method for high‐speed spindle systems

This paper proposes a new position‐sensorless position control method for high‐speed spindle drive systems. Mechanical vulnerability of position sensors such as an encoder mounted on a spindle motor is becoming a serious problem as required speed increases. For high speeds above 1500 rad/s, sensorless drive is preferred. It is possible for current technologies to control spindle motor in speed control mode without the sensor, but not in position control mode without the sensor. In the example of high‐speed spindle systems of automatic machine tools, implements must be automatically attached to and removed from the spindle at standstill. Automation necessitates position control, for which current technologies require a sensor. The proposed method makes it possible to realize pure sensorless high‐speed spindle systems performing in both speed and a position control modes. The method can attain a position control performance with quick settling from speed control and a repetitive positioning precision of 0.006 rad, 0.4°, which is comparable to that achieved by current sensor‐based methods. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 141(3): 58–69, 2002; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10059     

基于转子固有高频信号的同步电动机转子位置检测

针对同步电动机矢量控制系统中机械位置传感器存在的问题,对同步电动机的无机械位置传感器控制技术进行了深入研究。提出了基于转子高频信号的无机械位置传感器同步电动机转子位置检测方法,该方法将同步电动机自身结构作为转子位置传感器,依据旋转变压器原理和同步电动机的自身结构,建立了转子位置观测的数学模型;并给出了一种转子注入高频信号的实现方法,即利用转子固有高频信号来对转子位置进行检测。建立了基于转子高频信号的同步电动机无位置传感器矢量控制模型,并进行了仿真分析,结果表明该无机械位置传感器转子位置检测方法具有很好的检测精度和实用性。     

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。     

直驱风电机组机侧变流器控制系统动态重构控制策略

在风电机组控制系统中,已成熟的控制策略都是建立在传感器输出可靠信号的基础上。一旦传感器故障,将影响机组的安全性和利用率,甚至影响并网质量。为了提高直驱风电机组故障容错能力,提出了机侧变流器控制系统的动态重构控制策略,根据转子位置传感器状态判别,在控制系统中对有位置传感器控制模式和无位置传感器控制模式进行动态无扰重构,并基于拉格朗日插值算法,实现重构过程连续性和一致性。仿真结果表明:无位置传感器控制模式的稳态性能不如有位置传感器模式,但可以作为后备模式在传感器故障期间保守运行,所提出的重构过程控制方法可满足连续性和一致性要求。     

基于改进滑模观测器的SynRM无位置传感器控制

针对存在强耦合强非线性的同步磁阻电机无位置传感器控制问题,提出一种考虑磁路饱和的改进滑模观测方法。首先通过有限元仿真获得电流与电感的数据组合和考虑电感变化的最大转矩电流比曲线,以实现电流的最优控制;其次对传统滑模观测器进行改进,用分段指数型饱和函数替代符号函数,减少滑模的固有抖振,并采用正交锁相环技术对电机转子位置与转速进行估算。最后在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,仿真结果表明,本文所提出的无位置传感器控制方法在同步磁阻电机转子位置与速度估算上具有良好效果。     

永磁电动机的控制技术

简要介绍了永磁电动机的运行方式，总结了国内外关于永磁电动机控制技术的研究成果。按6个方面分析对比永磁电动机各项控制技术的应用范围及其优缺点，其控制技术正在从传统的有位置传感器的闭环PD控制过渡到无位置传感器的智能控制，其调速范围、转矩脉动、系统鲁棒性等性能都在不断提高。     

无刷直流电机无位置传感器的转子位置检测方法综述

转子位置实时检测是BLDCM调速系统实现闭环控制的重要组成环节, 传统的借助于位置传感器的位置检测已不能适应当前技术发展和实际应用的需要, 所以无位置检测技术成为近年来学术界的研究热点.本文分析了目前国内外文献介绍的几种典型的无位置传感器的转子位置检测方法, 并对它们的基本原理、实现途径、改进策略、适用场合做了详细的说明.     

高速无人遥控潜水器永磁推进器的无位置传感器控制

高速电动无人遥控潜水器(ROV)用于浅海严酷水下环境中的观测和作业。ROV上的推进器电机内部充油,需用旋转变压器测量转子磁极位置,旋转变压器反馈的模拟信号容易受电机相线电流干扰。为此,提出了一种使用新型连续饱和函数的滑模观测器,通过使用连续饱和函数和锁相环方法,可以估算磁极位置。所提算法与传统滑模观测器相比,可有效减小电机运行时的抖振。通过仿真与试验,验证了该算法的可行性。     

面装式永磁同步电机驱动系统无位置传感器控制

为了实现面装式永磁同步电机(SMPMSM)驱动系统的无位置传感器运行或位置传感器故障下的系统自适应容错运行,首先介绍基于微分代数的SMPMSM驱动系统转子位置和转速的获取方法,其次研究逆变器死区效应对转子位置估计精度的影响,给出基于纹波电流计算的逆变器死区补偿方案,提出基于微分代数且集成逆变器死区补偿的SMPMSM驱动系统无位置传感器控制方案,进而架构无位置传感器控制的SMPMSM驱动系统。通过系统建模、仿真和实验测试验证了所提出的SMPMSM驱动系统无位置传感器控制方案的合理性和有效性。     

基于反电动势法的双绕组永磁容错电机转子位置估计算法研究

针对双绕组永磁容错电机,在反电动势法基础上,提出一种改进的适用于容错电机的转子位置估计算法。利用每相绕组产生的磁链增量及单位反电动势来估算双绕组永磁容错电机转子的位置,通过锁相环技术进行误差补偿,对该方法中使用到的电机参数进行在线辨识,把辨识结果更新到转子位置估计算法中。通过该方法可以在双绕组永磁容错电机正常工作、单相故障或者多相故障容错的情况下,实现对转子位置以及转速的估计。通过MATLAB/Simulink进行仿真,验证转子位置估算方法的准确性和鲁棒性。