Control of a permanent magnet synchronous motor fed by a direct AC-AC converter

This paper presents a Simulink model for the field orientation control of a three-phase permanent magnet synchronous motor (PMSM) fed by a direct AC-AC converter. In the field control scheme, the current and speed controllers are designed using the Internal Model Control (IMC) technique. This means that a time-consuming design procedure is avoided. Field weakening control is also applied to the drive system. Simulation results for the input of the converter with unity input displacement factor are given in addition to the output results. Promising results illustrate that a high performance PMSM fed by an AC-AC converter is achievable.     

基于dSPACE的永磁同步电机低速无位置传感器控制系统

在高性能的电气传动系统中,永磁同步电机因其特有的优势而被广泛的应用,传统的机械式传感器已不能满足控制系统的要求,而无位置传感器控制技术能消除机械传感器带来的不足.本文首先对脉振高频信号注入法进行理论分析,设计出PMSM位置与速度估计系统;其次,采用高频信号注入无位置传感器方法,在MATLAB/Simulink中搭建无位置传感器控制系统模型并仿真;最后,在设计的基于dSPACE的永磁同步电机控制系统上验证了零低速无位置传感器方法.仿真及实验结果表明了脉振高频信号注入低速无位置传感器控制系统具有良好的运行效果.     

无速度传感器的永磁同步电机滑模控制

基于模型参考自适应系统(MRAS)方法,完成了永磁同步电机(PMSM)无传感器控制中的速度估计,节约了成本,并提高了驱动系统的可靠性。在此基础上应用滑模控制理论,采用积分滑模面及滑模等效控制,对PMSM驱动系统速度跟踪控制进行了研究,提高了系统的鲁棒性和快速性。建立了PMSM驱动无传感器矢量控制系统的仿真模型,设计了速度滑模控制器。仿真结果验证了该方法的有效性,系统具有较好的动、静态特性。     

PMSM驱动控制系统在变频空调中的应用

变频空调室外机控制系统作为空调系统的核心单元要求具有低成本、高性能、高效率、高可靠性的特点.分析了功率因数校正(PFC)和无位置传感器永磁同步电机(PMSM)的控制原理,提出一种应用于变频空调的无传感器PMSM驱动控制系统,该系统由一个包含PFC的整流环节和一个三相逆变环节组成.系统采用假定旋转坐标系法实现了电机转子转...     

各向异性永磁同步电机低速控制策略

针对各向异性永磁同步电机(PMSM)无传感器控制时使用高频信号导致的转矩脉动、噪声和振动问题,设计了一种新型的各向异性PMSM无速度传感器控制策略。新方案具有较宽的速度控制范围,尤其是可以适用于低转速,且无需注入任何信号。新控制器基于改进型的反电动势观测器实现,消除了电机在发电模式下运行时传统观测器可能出现的不稳定。利用各向异性PMSM驱动试验平台对新型控制策略进行了测试。实验结果表明,新控制器的电机驱动控制性能较好,并在低速时保持系统正常运行。     

基于T型逆变器的高速永磁同步电机无位置传感器控制系统

高速永磁同步电机绕组电感小、基波电流频率高,易产生严重的高频电流谐波。为抑制电流谐波,本文采用T型三电平逆变器供电,设计高速永磁同步电机无位置传感器控制器系统,通过仿真和实验对比两电平和三电平逆变器供电时的电流谐波,并考核滑模观测器无位置算法在高速运行时的稳定性。实验结果验证了本方案的可行性。     

Position and speed sensorless control system of permanent magnet synchronous motor with parameter identification

The model parameters of a permanent magnet synchronous motor (PMSM) are required for high‐performance control and a model‐based sensorless control. This paper proposes a sensorless control system of PMSM that does not need parametric information beforehand. The parameters of a PMSM drive system, including the inverter, are identified at standstill and under operating conditions. At first, the initial rotor position is estimated by a signal injection sensorless scheme in which the machine parameters are not required. After the initial position has been estimated, the resistance, including the on resistance of the IGBT, the voltage error caused by dead time in the inverter, and d‐axis and q‐axis inductances, are identified at standstill. After the motor starts by the signal injection sensorless control, the sensorless scheme changes to an extended EMF estimation scheme. The estimated parameters for the resistance, and daxis and q‐axis inductances are used in such sensorless control. The magnet flux‐linkage, which cannot be estimated at standstill, is identified under the sensorless operation at medium and high speeds. The effectiveness of the proposed method is verified by several experimental results. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 160(2): 68–76, 2007; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/ eej.20548     

Trends of permanent‐magnet synchronous machine drives

This paper presents recent trends of permanent‐magnet synchronous motor (PMSM) drive technologies in Japan. Since the PMSM drives have many advantages over other drives, e.g. high efficiency, high power density, etc., many of the motor applications have been changing their power sources to the PMSMs. Particularly, interior permanent‐magnet synchronous motors (IPMSM) are epoch‐making and are intensively studied among researchers, scientists and engineers. According to the survey of the recent innovative technical trends, the PMSM drive technologies have been making a remarkable advancement in the fields of analysis‐and‐design techniques, various sensorless‐control techniques, power converter control techniques, and application specific drive systems. Copyright © 2007 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于矩阵变换器的异步电机直接转矩控制研究

为了降低谐波污染,实现异步电动机的高性能控制,提出了一种基于矩阵变换器(Matrix Converter,简称MC)供电的异步电动机器直接转矩控制(DTC)系统和控制方法。基于电机控制专用DSP芯片TMS320LF2812A研发了一套矩阵变换器的交流电动机DTC试验系统。实验得到了较为理想的结果,验证了其可行性。     

带电阻在线辨识的改进型永磁同步电机滑模观测方法

针对永磁同步电机定子电阻的不确定性及传统滑模观测存在的固有抖振问题,提出一种带电阻在线辨识的无速度传感器改进型滑模观测方法。该方法在传统滑模观测器的基础上,采用可变边界层厚度的Sigmoid函数来取代Sign函数,并结合转速大小动态调整观测器增益;同时引入电阻在线辨识环节,运用李雅普诺夫函数设计了电阻参数在线辨识算法,并用于实时修正滑模观测器参数。仿真和实验结果表明,与传统的滑模观测器相比,该算法能够有效地抑制滑模观测器的抖振现象,转速估计对电阻变化的鲁棒性得到增强,提高了永磁同步电机驱动系统在整个调速范围内的观测精度。     

矩阵变换器的异步电机直接转矩控制

研究了一种适用于矩阵变换器供电的异步电机调速系统组合控制策略.同时实现了矩阵变换器的空间矢量调制和异步电机的定子磁场定向直接转矩控制(DTC).通过Matlab软件仿真和电力电子实验平台上的试验结果表明,采用这一控制策略的调速系统具有良好的静、动态性能,并且保持了单位功率因数.     

基于奇异摄动的永磁同步电机无位置传感器控制

针对永磁同步电机伺服系统的双时间尺度特性,根据奇异摄动理论将永磁同步电机驱动系统的数学模型分解,得到快、慢两个电气子系统.基于快变电气子系统模型,采用Luenberger观测器构建快的位置估计器.通过慢变电气子系统构建慢的速度估计器.无位置传感器永磁同步电机闭环控制系统的计算机仿真结果表明,本文提出的算法既具有较高的辨识精度又具有相对少的计算量,速度跟踪性能可以满足永磁同步电机伺服系统无位置传感器控制需要.     

无速度传感器直接转矩控制与矩阵变换器的融合系统研究

提出一种基于矩阵变换器供电的交流电动机无速度传感器直接转矩控制系统和控制方法,以降低谐波污染,提高控制精度.在阐述矩阵变换器和无速度传感器直接转矩控制方法的基础上,重点讨论了二者的融合技术和转速的模型参考自适应参数辨识法.仿真结果表明参数辨识的精度高于测量模块的测量精度,动态响应好.同时能发挥矩阵变换器和直接转矩控制的优势,成为一种高性能的交流调速系统.     

交-交矩阵变换器驱动下的PMSM矢量控制

给出永磁同步电动机的数学模型,并设计基于电流跟踪控制的交-交矩阵变换器.在上述研究的基础上,搭建了交交矩阵变换器驱动下的PMSM矢量控制系统Simulink仿真模型,验证了基于电流跟踪的交-交矩阵变换器驱动下实现PMSM矢量控制的可行性.     

基于矩阵变换器的异步电机直接转矩控制

在最近几年,矩阵变换器受到广泛的关注,但主要集中在矩阵变换器本身的研究.提出了一种适用于矩阵变换器供电的异步电动机调速系统的组合控制策略,同时实现了矩阵式变换器的空间矢量调制和异步电动机的定子磁场定向直接转矩控制.该控制策略将矩阵式变换器的良好性能和直接转矩控制的优点结合起来,实现了异步电动机的高性能控制,提高交流调速性能并满足节能要求.仿真结果表明:使用该控制策略的调速系统在加减速运行和负载转矩变化等场合均具有良好的动态性能.     

基于离散反电动势估计的永磁同步电机无速度传感器控制

针对高速永磁同步电机(PMSM)的无速度传感器控制问题,提出了一种基于离散反电动势估计的PMSM无速度传感器控制策略。实施离散反电动势估计的设计有三点:首先,设计了离散dq电流观测器以消除反电动势估计中的电感交叉耦合效应;然后,设计了延迟补偿模型以补偿数模转换引起的电压误差,同时设计了较为精确的离散模型,以克服由数字实现导致的估计反电动势和实际反电动势之间的偏差;最后,开展了高速PMSM驱动试验,试验结果验证了所提出的高速PMSM无速度传感器控制方案的性能。     

基于UKF的永磁同步电机无位置传感器控制研究

提出了一种基于Unscented Kalman非线性滤波（UKF）的永磁同步电机无位置传感器控制方法。利用易于检测的电机端电压和端电流,采用UKF算法实时地估计电机的转速和磁极位置,得到矢量控制系统转速反馈信号和矢量变换角度。永磁同步电机无位置传感器转速控制仿真结果表明．本文提出的估计算法既具有较高的估计精度又具有相对少的计算量,可以满足永磁同步电机伺服系统无位置传感器控制需要。     

基于中心差分滤波算法的PMSM无传感器控制方法

基于永磁同步电机无传感器矢量控制的性能要求,提出了一种基于CDKF算法的非线性系统参数辨识的无传感器控制方法。该方法利用永磁同步电机的电压及电流信号在线实时估计电机的转速和转子角位移,进而得到矢量控制系统转速反馈信号和矢量变换角位移。仿真结果表明,该方法既能获得较高的估计精度,又能有效提高计算速度,满足永磁同步电机无传感器矢量控制的性能要求。     

基于高频电压信号注入凸极PMSM无传感器控制的仿真研究

永磁同步电机以其体积小、效率高、可靠性好以及对环境的适应性强等诸多优点,在各种高性能驱动系统中得到广泛应用.无传感器永磁同步电机控制技术具有成本低、体积小,可靠性高等优点,是当前永磁同步电机控制技术领域的研究热点之一.该文对基于高频信号注入法进行永磁同步电机无传感器控制技术的基本原理进行论述,并采用滤波方法得到转子位置...     

PMSM DTC系统的三相四开关容错运行

三相四开关作为传统三相六开关逆变器交流传动系统实现容错运行后的拓扑结构正倍受关注.现以三相四开关永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)直接转矩控制(Direct Torque Control,简称DTC)系统为研究对象,通过重新定义三相四开关状态下的电压矢量,确立了开关表,并以此为基础建立了相应的系统控制模型.仿真和实验结果证明,所提出的容错运行策略可使三相四开关PMSM DTC系统稳定运行并有较好的转矩动态性能.