一种减小变频空调压缩机低速范围内转速脉动的方法

近年来,永磁同步电机因其固有优点在空调压缩机中得到了广泛的应用。但常用的永磁同步电机?单转子式压缩机系统,由于工作条件的限制,无法安装位置编码器,受位置估算精度的制约,一般采用方波驱动,必然导致电机本身输出转矩脉动偏大。同时,在每个机械周期内,压缩机负载脉动非常剧烈,也造成整个系统低速运行时转速脉动大,噪声高,效率降低。本文将模型参考自适应方法推广到凸极永磁同步电机中,对电机转速和转子位置进行准确估算,实现了正弦波矢量控制。针对空调压缩机脉动负载,定义了机械周期内电磁转矩对位置积分的能量函数,有效地估算出当前负载状况,并通过查表法获得估算的负载转矩。然后根据估算的转子位置对负载脉动转矩进行转矩电流前馈补偿,显著降低了压缩机低频噪声和振动。仿真和实验结果验证了本文所提方法的有效性和实用性。     

减小变频空调单转子压缩机低频转速波动的方法

针对变频空调系统中单转子压缩机永磁同步电机不易安装位置传感器这一问题,采用旋转坐标系下的电压误差对压缩机电机转子位置和转速进行估算,实现了永磁同步电机的矢量控制。同时,对单转子压缩机系统低速范围内的转速波动原因进行了分析,在估算电机转子位置的基础上,提出了一种自动估算当前负载状况的有效方法,根据当前估算的负载自动进行转矩电流前馈补偿,显著降低了压缩机低速时的转速波动,降低了压缩机的噪声及振动。仿真和实验结果验证了方法的有效性。     

基于二分法的PMSM压缩机转速脉动抑制方法

针对单转子空调永磁同步压缩机负载转矩脉动引起的转速脉动问题,在分析了压缩机负载转矩特性和转速脉动机理的基础上,提出了一种基于二分法的PMSM压缩机转速脉动抑制方法。所提方法经过相位扇区判断、二分法初始化、迭代查找三个步骤,能获得补偿电流的最优相位,相比传统的正弦波前馈补偿方法,无需依赖查表,算法收敛速度快。试验结果表明,该方法能有效抑制由负载转矩变化引起的转速脉动,且易于工程实现。     

空调压缩机模糊振动抑制方法

空调单转子压缩机在低频运行时存在较大的负载转矩波动,若不对其进行抑制,将会令空调压缩机与配管产生明显的振动。针对此问题,本文提出一种基于模糊控制的压缩机振动抑制方法,该方法利用模糊模型逼近压缩机理想转矩补偿曲线的非线性模型,通过对压缩机转速进行模糊化、规则推理与解模糊得到能有效抑制压缩机振动的转矩补偿量。该转矩补偿量与速度环输出的转矩指令叠加,作为驱动压缩机的转矩指令。该方法充分利用了模糊控制对模型依赖性小、适应性与鲁棒性强的优点。在空调整机上的振动测试表明,本文提出的压缩机模糊振动抑制方法在不同工况下均能有效抑制振动,从而改善压缩机低频运行的平稳性。     

基于负载转矩观测的永磁同步电机抑制转速脉动控制方法

在电机调速系统中,需要抑制由负载转矩的周期性波动引起的转速脉动,单纯依靠转速调节器难以获得理想的转速脉动抑制效果。对于无法安装位置传感器的永磁同步电动机,只能通过软件观测转子的转速和位置,更加大了抑制转速脉动的控制难度。本文采用一种基于假设旋转坐标系的无位置传感器观测方法,对转子位置和转速进行观测,并通过转速信息进一步观测负载转矩中的周期性脉动分量。在此基础上,提出一种负载转矩电流前馈补偿方法,依据观测得到的负载转矩波动幅值对电动机转矩电流的给定值进行相应的前馈补偿,从而抑制转速脉动,明显提高了转速调节器的控制性能。通过带模拟空调压缩机负载实验,验证了所提方法的有效性。     

基于前馈控制的压缩机负载转矩补偿方法

针对压缩机在低速运行时存在转矩脉动问题,研究了一种基于前馈控制的负载转矩补偿器。通过滑模观测器获得了电机的转速,在提取转速波动的基波分量之后,采用滤波器获得了转矩补偿幅值和转矩补偿角,将补偿量反馈给控制系统对负载转矩进行补偿。仿真分析表明该方法能有效地抑制转矩脉动,降低转速波动,从而补偿负载转矩。实验结果证实,加入转矩补偿算法后,压缩机的振动减轻,噪声降低,证明了该方法的可靠性。     

无传感器永磁同步电机调速系统高速运行性能研究

在永磁同步电机—压缩机系统高速运行时,传统的SVPWM控制无法使电机获得最大的输出转矩。同时,由于工作环境的限制,系统无法安装位置传感器。针对以上特点,本文采用模型参考自适应方法辨识电机转子位置,并采用单模式过调制算法控制逆变器,实现了无传感器过调制永磁同步电机矢量控制系统。仿真和实验结果表明,本文所采用的控制方法不仅可以实现永磁同步电机-压缩机系统的高速稳定运行,而且有效地提高了系统的带负载能力。     

对转永磁同步电机直接转矩控制

针对对转永磁同步电机在双边转子负载不平衡情况下运行时易出现双转子失步的问题,本文在分析对转永磁同步电机数学模型和空间磁链矢量关系的基础上,提出一种基于转矩角的双转子直接转矩控制策略。所述方法以转矩角控制为出发点,在双边转子负载不平衡时,通过观测双边转子转矩角并加以限制,实时调节定子磁链位置,控制转矩角在限定范围内,实现对双边转子转矩的分时调控。仿真与实验结果表明,本文提出的控制策略能保持双边转子转速同步跟踪给定转速,有效防止系统受到不平衡负载扰动时出现双边转子失步的现象。     

基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电动机低速研究

为改善永磁同步电动机低速控制性能,提出一种基于扩展卡尔曼滤波器的新型估算方法对永磁同步电动机的瞬时速度和负载转矩进行估算.该方法即使在使用低精度编码器时,也能获得实时准确的转子位置、转速和负载转矩.通过使用观测的转子位置、转速,以及将观测的负载转矩对速度PI控制器进行前馈补偿,系统的控制性能得到了极大的改善.同时,考虑到转动惯量的改变对观测器的影响较大,使用最小二乘法辨识转动惯量,用以提高观测器的鲁棒性.仿真结果表明了该方法的有效性.     

基于卡尔曼观测器的永磁同步电机自抗扰控制

根据卡尔曼滤波理论建立观测器,对永磁同步伺服系统的负载转矩进行实时观测,并利用负载转矩的观测值在系统中形成转矩前馈补偿,极大地提高了系统的动态性能和抗干扰能力.试验证明,该方法简单有效,可以显著提高系统的抗干扰能力和鲁棒性.     

永磁同步电动机驱动泵控缸系统抗扰研究

针对永磁同步电动机驱动泵控缸系统中存在的随机性负载扰动,提出采用模型跟踪控制和负载转矩前馈补偿复合的算法,通过对电机转矩和转速的实时估计,补偿控制电流,抑制负载扰动引起的性能变化,同时采用共振比控制,在负载转矩反馈环节引入共振比参数,消除电机和液压系统耦合振动,提高系统抗扰动性能。通过对采用上述方法后永磁同步电动机泵控缸系统的仿真和试验研究,证实该方法对随机扰动和参数变化均具有很强的鲁棒性,同时可提高系统的控制精度。     

严重不平衡负载下盘式对转永磁同步电机的双转子直接转矩控制研究

采用滑模速度控制器的动态主从控制法对盘式对转永磁同步电机进行控制时,其控制性能存在两个问题:①负载突变量较大时转子鲁棒性较差;②严重不平衡负载下从转子存在较大的转速脉动。针对以上问题,该文提出了双转子直接转矩控制与负载转矩补偿相结合的控制策略。该策略对两转子进行直接转矩控制,同时采用负载转矩观测器对两转子的负载转矩进行观测并前馈补偿于控制系统中。实验结果表明,与采用滑模速度控制器的动态主从控制法相比,该文提出的方法提高了转子负载突变量较大时系统的鲁棒性,且在严重不平衡负载状态下,该电机的两转子能在基本无脉动的条件下同步跟随给定转速。     

基于负载转矩观测器的PMSM前馈变补偿策略

为提高永磁同步电机(PMSM)的抗扰能力,改善其无位置传感器控制系统中因参数变化导致转速估算精度降低的问题,这里提出一种基于负载转矩观测器的PMSM前馈变补偿控制策略.基于卡尔曼滤波器设计负载转矩观测器与参数辨识器,对负载转矩、交轴电感和转子磁链进行在线辨识,并将辨识参数用于更新负载转矩观测器和前馈补偿系数中的参数变化,以消除因参数变化导致的估算误差.仿真和实验结果表明所提方法可提高系统的鲁棒性和转速估算精度,变补偿系数也使得系统拥有自适应前馈补偿能力,证明了所提策略的有效性.     

永磁同步电机负载转矩观测器

负载转矩的扰动会影响永磁同步电机控制系统的性能,测量或者观测负载转矩并用作前馈补偿,形成二自由度控制器可以减小负载转矩扰动的影响。本文研究分析了几种实用的永磁同步电机负载转矩观测器,可以根据测量的电流、机械位置和转速等准确观测负载转矩,不增加额外的硬件设备。全阶负载转矩观测器还可以根据机械传感器的输出量观测准确的转子位置和转速,代替了传统的转速计算方法,避免了微分计算,减小了测量噪声和离散误差的影响。以基于Kalman滤波器的负载转矩观测器为例,对观测器和前馈补偿的性能进行了仿真和实验验证。     

永磁同步电机精确瞬时速度检测

提出了一种利用低分辨率光电编码器实现高精度的永磁同步电机瞬时速度检测方法.首先,根据永磁同步电机运动模型建立瞬时速度观测器,对电机的瞬时速度和扰动转矩进行估计;再根据电机的不同运行速度,对编码器位置信号进行同步或异步采样,获得电机转子的准确位置;然后利用位置检测值对瞬时速度观测器的估计值进行校正.为了降低负载惯量变化对...     

基于复合控制的变频压缩机负载扰动抑制

变频压缩机工作时,特殊的机械结构使得其内部的永磁同步电机负载转矩会呈现周期性变化.当传统 PI控制下的压缩机系统无法适应这种负载扰动时,PMSM 的转速会跟随其出现周期性脉动,在低速段波动最为明显.同时,变频压缩机的工作环境较为复杂,对此提出结合模糊控制方式提高压缩机系统的动态性能.通过构建永磁同步电 机控制系统模型,模拟压缩机工作中出现的周期性负载转矩,以仿真的形式验证复合控制的有效性.     

用有限元法计算永磁同步电动机的转子损耗

提出了数值分析中高速直接转矩控制的永磁同步电动机(PMSM)的转子损耗，利用DSP基仿真程序模拟实际的直接转矩控制永磁同步电动机的性能，计算空载和额定转矩时的定子电流。结果表明，相同转速下的中、高速直接转矩控制的永磁同步电动机空载运行时的转子损耗要比额定负载下运行时的转子损耗高很多，并将在7500r/min下运行的直接转矩控制的永磁同步电动机的转子损耗计算值与空载损耗测试值进行了对比。     

对转螺旋桨用盘式永磁电机特性分析及其直接转矩控制

传统对转螺旋桨多采用燃气轮机和机械传动的驱动装置,该装置存在着结构复杂、体积庞大、噪声污染等问题,文中设计一种基于电力推进对转螺旋桨用的盘式永磁同步电机(disccontra-rotatingpermanentmagnetsynchronous motor,DC-PMSM)。在分析新型盘式对转永磁电机结构与工作原理的基础上,研究该电机的磁路特性,并通过三维有限元计算分析DC-PMSM的双转子反电势的叠加特性、双转子转矩特性等;然后,针对盘式对转永磁电机单定子双转子的特殊结构,提出一种基于转矩角分时控制的直接转矩控制策略,解决负载转矩不对称时盘式对转电机双转子转速不可控的问题,实现双转子的同步运行;最后,通过三维有限元仿真计算与原理样机实验分析,验证新型盘式对转永磁电机的设计方法的正确性和所提控制策略的有效性。     

双转子盘式对转永磁电机同步控制策略

对一种具有双转子的盘式对转永磁同步电机进行了讨论、分析与实验验证。双转子电机因具有高效与结构简单等特点成为研究的热点,然而,在实际应用中,当两侧转子负载转矩不平衡时,在一套逆变器装置供电的前提下难以保证双转子电机系统的稳定运行。为确保不同负载转矩下的双转子电机系统能够稳定运行,该文提出了动态主从控制策略来解决两个转子如何保持同步旋转的问题;并对双转子电机起动及负载转矩不平衡时的绕组电流进行了分析讨论;最后在以DSP TMS320F28335为主控器件的实验平台上对样机进行了实验验证,实验结果表明该文所提控制策略能有效地保证双转子同步旋转。     

永磁同步电动机位置传感器零位偏差估计方法

转子位置的准确检测是永磁同步电动机系统正常工作的前提.由于安装的误差会使位置传感器的零位产生偏差,进而引起转子位置检测的误差,严重时会影响电机正常工作.分析了存在位置传感器零位偏差时永磁同步电动机的电磁转矩,分析了基于电磁转矩模型的位置传感器零位偏差的估算原理,给出了实现方法.将该方法与转子预定位法相结合,解决了负载条件下永磁同步电动机位置传感器零位偏差估计的问题.实验结果表明所给出的方法具有较高的精度.