电励磁同步电机无速度传感器控制研究

电励磁同步电机具有调速范围宽、过载能力强、功率因数可调等优点,广泛应用于大功率传动领域。为此介绍一种背靠背式电压源型变频器的系统结构,及两种基于电流频率(IF)控制和滑模观测器(SMO)控制相结合的无速度传感器矢量控制方案。动模平台的实验结果表明两种控制方案都能够实现电励磁同步电机无速度传感器的变频启动与调速功能,但方案二具有更高的功率因数和实用性,为高压大功率传动应用领域提供更好的技术保障。     

电励磁同步电机磁链观测模型研究

在交流调速领域,电机磁链的精确控制是实现高性能变频器的关键。通过控制原理方法分析不同的磁链模型,在Matlab/Simulink环境下,建立并对基于滤波原理、积分负反馈频率自适应原理和锁相环MT轴系原理电压模型进行比较,完成电压模型的优化选择。同时,建立励磁同步电机闭环控制系统,实现同步电机带载启停过程中电压模型与电流模型的平滑切换。     

负载换流逆变器驱动电励磁同步电机无速度传感器模型预测控制方法

负载换流逆变器(LCI)驱动电励磁同步电机控制系统广泛应用于中高压场合,在应对干扰和负载变化上,较大的系统惯性系数和较低的开关频率导致其动态响应性能欠佳.该文提出一种基于LCI驱动电励磁同步电机的无速度传感器模型预测控制方法.首先根据LCI的数学模型建立预测状态方程,同时给出合适的代价函数和约束条件;然后分析负载换相模式下的控制矢量模型,给出速度观测器的设计方法和参数选择依据,并针对负载变化对速度观测产生的影响进行分析和补偿.同时该观测器还能够同时实现逆变桥输入电压和端电压相位的观测;最后,通过3.75kW的LCI驱动电励磁同步电机实验平台对提出的无速度传感器模型预测控制方法进行实验验证.结果表明所提出的控制方法能够有效提升系统的动态响应性能,所设计的观测器具有可行性,速度观测结果在额定阶跃负载下误差小于13°.     

凸极式永磁同步电机无速度传感器控制

近年来,凸极式永磁同步电机( IPMSM)的无传感器控制已成为一个热门的研究领域.大量的无传感器控制方法被提出,但绝大多数方法在低速情况下效果不好.此处介绍了有效磁链的概念,并基于此设计了转子位置和速度观测器.该观测器无需速度自适应,因此在低速时的转速估计误差不会影响观测器的表现.通过实验结果证明该无速度传感器控制方法...     

考虑磁链饱和影响的无速度传感器交流电机控制算法研究

当交流电机气隙磁通发生饱和时,常规的自适应速度估算法无法避免由于电感量的非线性变化带来的影响。提出了一种新型的复合算法,不仅能对电机转速进行识别,而且还能对电感非线性变化进行估算。该算法由定子电压方程和转子磁链观测器的对磁链估算的差值构造而成。还介绍了对传统算法校正方法,以提高速度算法在磁链饱和下的估算精度。最后对本算法进行了仿真和实验研究。     

永磁同步电机磁链修正无位置传感器控制

表贴式永磁同步电机转速可以由电机反电势和磁链的比值进行估算,而永磁同步电机在运行时,永磁体磁链会因为交叉耦合和饱和效应而非线性实时变化,直接影响无位置传感器控制中电机转速和位置的估算.本文提出了一种磁链误差滑模观测器,通过重写定子磁链方程构建磁链误差观测器,由观测的磁链误差对永磁体磁链初值进行在线修正,利用修正得到的磁...     

基于MRAS和磁链补偿的无速度传感器永磁直线同步电机直接推力控制

永磁直线同步电机(PMLSM)直接推力控制系统中的传统机械传感器在恶劣工况下难以准确获取控制系统反馈信息。将模型参考自适应算法应用到PMLSM,设计了基于模型参考自适应系统(MRAS)的无速度传感器直接推力控制系统,依据辨识得到的磁链位置重新构建了一种磁链观测器,对磁链进行补偿,减小了直接推力控制推力响应的波动。通过仿真,证明了基于MRAS和磁链补偿的无速度传感器PMLSM直接推力控制系统能够准确地辨识初级的速度和位置信息,得到了较好的动静态性能。     

永磁同步电机无速度传感器控制综述

永磁同步电机无速度传感器控制系统,通过测量电机定子侧电流和端电压算出转子位置,替代了传统的机械位置传感器,系统成本低、可靠性较高.转子位置可由开环算法或通过闭环观测器观测得到.利用电机的非理想特性来提取转子位置信息,进一步将无速度传感器控制的范围扩展到低速甚至零速.对永磁同步电机无速度传感器控制策略进行分类,详细介绍了各种速度观测方法,并比较了它们的优缺点.     

电励磁同步电机全阶磁链观测器设计

结合现代控制理论知识,提出了电励磁同步电机的全阶磁链观测模型.根据电励磁同步电机电压及磁链方程推导出其状态方程,并判断了状态方程的可控性及可观测性.根据状态方程设计了电励磁同步电机的全阶磁链观测器,推导出其系统矩阵,并确定了反馈矩阵.在MATLAB/Simulink平台上对整个系统做仿真研究,并对仿真结果进行分析,磁链在全速范围内能准确观测.     

基于永磁磁链在线辨识的永磁同步电机无速度传感器控制

在无速度传感器控制条件下,研究了基于MRAS的永磁同步电机永磁磁链在线辨识系统。仅辨识速度和永磁磁链两个参数,使得辨识模型满秩,避免了出现设置不同初值获得不同永磁磁链辨识值的问题,确保了参数估计的收敛性和唯一性。分析了欠秩问题的本质,分别推导了速度和永磁磁链的辨识自适应律。仿真结果表明:该控制系统在转速和负载突变下均能准确跟踪转子的速度,具有良好的鲁棒性和动态性能,同时降低了系统参数敏感性。     

基于参数局部最优化理论的电励磁直线同步电机自适应速度控制

建立适合速度控制器设计的电励磁直线同步电机连续时间数学模型,通过合理的假设建立初级电枢交轴电压与初级机械速度之间的单输入单输出传递函数。采用局部参数最优化梯度法设计了自适应速度控制器,仅含有一个积分器、一个乘法器以及2个比例单元。自适应速度控制器无传统控制器的电流内环加快了响应速度,简化了系统结构。利用MATLAB数值计算软件仿真所设计的控制器,分析自适应增益调节系数与广义误差反馈系数等因素对自适应速度控制系统稳定性与收敛性的影响,仿真结果验证了该自适应速度控制策略的有效性。     

基于Lyapunov稳定性理论的电励磁直线同步电机自适应控制

为了提高直线伺服系统的动态性能,克服电励磁直线同步电机存在的参数时变性,设计模型参考自适应速度控制器。系统内环是基于参考模型的速度跟踪控制器,外环自适应机构在线调整速度跟踪控制器的可调参数并使参考模型输出速度与控制对象输出速度之间的广义速度误差趋近于零。采用基于Lyapunov稳定性理论的模型参考自适应速度控制器设计方法,在保证广义速度跟踪误差收敛至零的同时,还保证了模型参考自适应速度控制系统具有稳定性和收敛性。采用欧拉数值积分方法,经过计算机数值仿真计算得到参考模型与控制对象的速度输出和初级交轴电流状态变量的时域响应曲线,验证了该自适应速度控制系统具有全局收敛性。     

MRAS异步电机无速度传感器矢量控制低速性能的改善

异步电机驱动系统中,模型参考自适应(MRAS)无速度传感器矢量控制方法的应用,在低速范围受到定子电压误差的影响.尤其在电压型逆变器供电的情况下,定子电压给定值代替实际值,一定会产生幅值误差和直流偏置,直接影响低速运行的稳定性.为了提高异步电机无速度传感器矢量控制的低速性能,提出了一种定子电压幅值和直流偏置补偿办法.并且通过仿真实验验证了所提出方法的有效性.     

基于MCRWPT的电励磁同步电机研究

基于磁耦合谐振式无线电能传输对电励磁同步电机(EESM)进行研究。针对EESM电刷集电环结构不可靠及需要维护的缺点,探索采用谐振式无线电能传输方式为转子提供励磁电能。通过对EESM建模、转子磁场定向控制方法的讨论,建立EESM控制系统模型。进行样机试验,对EESM磁耦合谐振式无线励磁方法及转子磁场定向控制进行了初步验证。     

基于状态观测器的永磁同步电动机超低速控制

针对基于增量式编码器的平均测速法在低速条件下的缺点,提出了基于状态观测器的转子瞬时转速检测法,采用M atlab/S imu link搭建了控制系统的仿真模型;为了进一步改进超低速性能,设计了一种简单易行的角度补偿措施;仿真结果表明,采用基于状态观测器的转子瞬时转速检测法能有效改善永磁同步电动机在超低转速下的调速性能。     

交互式模型参考自适应PMSM速度辨识

提出了一种基于矢量控制的交互式模型参考自适应永磁同步电机无速度传感器控制方案.该方案利用静止α-β坐标系下的基于电压模型的反电动势估计值和基于磁链模型的反电动势估计值之差作为误差信号,交互式的构成对定子电阻辨识和转子转速辨识的自适应律,实现定子电阻和转速的估计,解决了因电机参数变化所影响速度辨识精度的问题.仿真和实验研...     

电励磁同步电动机转矩角截止负反馈闭环控制

针对电励磁同步电动机负载变化易失步的问题,通过对转矩角特性分析,提出了一种基于转矩角截止负反馈的控制策略。阐述了利用转矩角控制防止失步的原理,建立了基于同步电动机磁链观测的转矩角数学模型,并设计了转矩角外环、励磁电流内环的双闭环控制系统。仿真结果表明,该控制策略与常规控制相比,适应负载变化的能力显著提高,有效抑制了电机的失步,为电机的稳定控制开辟了新途径。     

面装永磁同步电机最小损耗的速度控制

提出了一种使面装永磁同步电机损耗最小的速度控制策略。首先介绍永磁同步电机的铜损和铁损模型,然后求得最优磁化电流,进一步给出最优指令电流id。仿真试验说明,与传统的id=0控制策略相比,新策略在高速或轻负载情况下能明显提高运行效率。