基于非注入法PMSM无位置传感器控制策略研究

针对永磁同步电机无位置传感器控制在低速起动阶段电机转子位置难以精确获得等问题,提出了利用电流导数在零电压矢量区间对电机转子位置进行估计的方案.对零电压矢量区间d轴电流导数及电机运行状态的研究,估计出电机转子的位置信息,仿真验证表明,该方案能较精确估计出电机转子位置.     

混合励磁磁通切换永磁电机初始位置检测方法比较

为实现混合励磁磁通切换永磁电机转子初始位置检测,本文在电机d轴、q轴分别注入高频电压信号来估计转子位置。在电机d轴注入高频电压信号时,通过采集q轴电流来获得转子初始位置;在q轴注入高频电压信号时,通过采集励磁绕组电流来获得转子初始位置。通过比较两种初始位置检测方法,基于d轴高频电压信号注入的初始位置检测方法,无法直接判断磁极极性,需要额外的方法判断磁极极性;而基于q轴高频电压信号注入的初始位置检测方法,利用电机励磁绕组和电枢绕组的互感识别转子初始位置,无需额外的磁极极性判断可直接估计出转子位置。最后,在一台12/10混合励磁磁通切换永磁电机的测试平台对两种初始位置检测方法进行了验证。     

一种高效的PMSM无位置传感器I/f控制方法

针对永磁同步电机普通开环I/f控制中存在的效率低下、负载突变时易失步、I/f曲线难以规划的问题,提出了一种改进的永磁同步电机(PMSM)无位置传感器高效I/f控制方法。通过对I/f控制下电机模型的分析,计算得到电流矢量与转子磁链的交轴之间的夹角φ,利用夹角φ调节电流矢量的幅值,使电机运行在最大转矩电流比状态;通过电机的有功功率调节电流矢量的转速,以增大系统的阻尼转矩,加快系统的转速收敛过程。为了对所提出的控制方法进行验证,在MATLAB/Simulink仿真平台上进行了测试,并且在8.3 k W表贴式永磁同步电机上进行了试验,结果表明,提出的改进I/f方法能明显提高系统运行的效率和系统的抗扰动能力。     

一种新颖的永磁同步电机转子初始位置检测方法

当永磁同步电机转子为表贴式且磁路设计饱和程度不明显时,d、q轴电感几乎相等,无法用传统的检测电感的方法来检测转子初始位置。为解决这一问题,提出一种新颖的基于转子微动的方法来检测转子的初始位置。在定子侧给定旋转电压矢量,由此产生的旋转电流矢量会产生脉动转矩。合适的脉动转矩会引起电机的微动,从而影响电机的电流响应。由于脉动的转矩与转子位置相关,因此电流响应中包含电机转子位置的信息。根据电机的数学模型,分析了给定不同频率电压矢量时的电流响应。利用傅里叶分析对电流响应进行计算,可以得到电机的转子位置信息。在搭建的1.25 kW的永磁同步电机实验平台上进行了实验,验证了所提方法的有效性。     

利用瞬变电抗差异的SPMSM转子位置观测

针对不使用位置传感器时表贴式永磁同步电机(SPMSM)在静止和低速工况下对转子位置难以准确观测的困难,提出一种基于电枢绕组d、q轴瞬变电抗差异原理的转子位置观测新方法。该方法利用转子磁钢导电率分布在d、q轴位置的不对称,通过向电枢绕组注入高频脉振电压,从高频电流响应中提取出转子位置。分析表明,受到转子磁钢中感应电涡流作用的影响,d轴瞬变电抗会小于q轴瞬变电抗。二者的差异不仅取决于磁钢的形状,还与包裹磁钢的非磁性金属保护套以及注入信号的频率有关。文中给出了一台样机的有限元仿真分析结果,通过电机瞬变电抗差异的实测对分析结果进行了验证。     

永磁同步电机静止及低速下无传感器控制研究

研究了一种基于高频注入法的永磁同步电机无传感器控制技术,以实现内埋式永磁同步电机在静止及低速下转子位置的估算。结合电机数学模型阐述了脉振注入法的原理。利用电机的饱和凸极性,分析了电机在静止时的高频响应特性,并提出了一种通过提取高频电流直流分量来判断电机转子极性的方法。为了解决响应电流存在相位偏移的问题,将d轴高频电流作为输入量,通过锁相环得到响应电流的相位偏移值,并做出相应的补偿。实验结果表明,采用的方法跟踪性能良好,适用于电机的静止以及低速运行阶段。     

使用基频电流注入的感应电机无速传感器驱动

该文结合基频电流注入新策略与磁链估计方法对感应电动机提出了一种无速度传感器控制策略.在电机低速区域,通过在d轴注入基频定子电流以及使用信号处理方法实现转子磁链位置估计.在高速区域,基于定子电压和电流信息通过转子磁链估计方法推算出转子磁链位置.基于转子磁场定向控制的系统实验结果验证了该方案的正确性.     

风机用永磁同步电机无传感器转子位置检测方法

针对目前无传感器检测永磁同步电机转子位置方法存在对电机参数敏感的问题,提出一种通过控制直轴电流为零估算转子位置信息的新方法。基于直轴电流PI调节器中输出电压中包含转子位置误差信息,通过控制直轴电流为零,进而通过控制转子位置锁相环跟踪比例积分控制器的转子位置趋于零来估算出转子位置与转速。理论分析和试验结果表明:提出的无传感器算法只需永磁磁链,无需其它电机参数,算法十分简单,在20%额定转速以上都能准确地检测到转子位置和转速,适用于功率等级宽泛的暖通、工业净化风机用永磁同步电机。     

基于相似理论的无刷伺服电机发热预测及应用

在相似理论的基础上，提出了用电路原理来模拟无刷伺服电机的发热机理以及传热过程，建立电机发热计算模型．并构造了以DSP为控制芯片的电机控制系统，根据电机的热容量常数和实时电枢电流、转子速度来预测电机的发热趋势．通过控制电机电流有效防止电机过热，实现电机的过热保护。     

基于电涡流传感器的无轴承永磁薄片电机转子初始位置快速检测方法

针对无轴承永磁薄片电机转子初始位置检测困难、进而启动与悬浮难以同步的问题,提出了一种基于电涡流传感器快速检测电机转子初始位置的方法。利用永磁体与铁磁体之间始终趋向于磁阻最小的特性,首先通过由电涡流传感器检测到的转子偏移量确定永磁体某一磁极指向,初步假定同步坐标系d轴正方向。然后在此基础上,通入悬浮力电流观测转子是否回归中心位置,进一步精确判定永磁体N/S极分别所指方向,从而得到正确的转子初始位置信息。以TMS320F2812控制的一台4kW无轴承永磁薄片电机系统完成验证实验。结果表明,所提出方法能够准确检测出转子的初始位置,实现电机在悬浮状态下的平稳启动要求。     

基于滑模观测器的无位置传感器PMSM控制研究

在无位置传感器的永磁同步电机控制策略中,采用观测器通过电压和电流来观测转子位置而取代位置传感器是一种有效的策略,但这种策略在零速及附近的低速范围内存在观测死区。提出一种将电机的它控和自控方式相结合的控制策略,在零速及附近的低速范围内采用它控方式,电机按照压频比控制并在观测器能够观测出转子位置后切换到自控方式而实现空间电压矢量控制。研究表明这种方式能够解决观测器方式在零速及附近的低速范围内存在预测死区问题,适用于对低速控制性能要求不高的风机以及泵类等的永磁同步电机控制。     

Sensorless rotor position estimation at standstill of cylindrical brushless dc motors using opened phase voltage change caused by eddy currents

A rotor position estimation of a cylindrical brushless dc motor at standstill has been difficult to obtain. Therefore, torque control of a motor has been difficult at starting of the motor, and realization of the position estimation at standstill has been sought. This paper proposes a simple processing of a rotor for which nonmagnetic materials are pasted on the rotor surface. This processing generates an eddy current on nonmagnetic materials and causes an opened phase voltage change according to rotor position. The experimental results using a microcomputer show that it is possible to estimate rotor position of the cylindrical motor despite a standstill by using the opened phase voltage change. ©�1998 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 126(1): 52–60, 1999     

变频器驱动下感应电机参数的一种辨识方法

基于感应电机三相定子绕组通单相正弦电流下的电机模型,设计了一种新的感应电机在静止状态下参数辨识的方法。该方法无需做堵转和空载实验,即可得到电机无速度传感器矢量控制系统中所需要的全部参数。为了避免复杂的运算过程,文中提出了一种新的迭代算法替代直接求解非线性方程组。仿真和物理实验证明,该方法辨识精度高、计算简单、实用性强。     

一种新颖的永磁同步电动机起动策略的研究

永磁同步电动机起动时如果知道转子的初始位置,起动将会十分简便.但是,永磁同步电动机的转子初始位置确定或估计一直是个难题.在研究电动机静起动转矩的基础上提出了一种新的起动策略,较好地解决了在转子初始位置未知情况下电动机的起动.此方法不需要依赖电机的任何参数,而且方法简单.理论分析和实验结果均表明此方法是可行的.     

A sensorless brushless dc motor system

This paper describes a brushless dc motor system without position or speed sensor. The brushless motor consists of a permanent magnet synchronous motor and a voltage-source inverter capable of controlling the amplitude and frequency of voltage. The rectangular-shaped stator current with a conducting interval of 120° (electrical) is controlled to be in phase with the trapezoidal back electromotive force. This results in producing maximum torque. Variable speed is achieved by adjusting the average motor voltage similarly to chopper control of dc motors. In this paper, two sensorless position detecting methods, i.e., an “indirect method” suited for the lower-speed range and a “direct method” suited for the higher-speed range are proposed. The combination of the two makes it possible to detect the rotor position over a wide-speed range. Furthermore, a speed-sen-sorless PLL control is proposed in applying the principle of the direct method. Experimental results obtained from a prototype brushless dc motor are shown to confirm the validity of the sensorless drive. The starting procedure of the motor also is discussed because it is impossible to detect the rotor position at a standstill.     

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。     

无刷直流电动机转子位置的估计方法

无刷直流电动机的正确换相和控制依赖于正确的转子位置信息 ,但位置传感器的加入增加了电机的成本 ,降低了运行的可靠性。文中比较了现有的无位置传感器电机转子位置的估计方法及启动方法 ,并分析了其优缺点。     

永磁同步电机无位置传感器控制系统

针对传统永磁同步电机无位置传感器控制系统在低速段不能正常实施的问题,提出了一种简单但有效的永磁同步电机无位置传感器控制方法.通过在电机定子绕组中注入高频电压,利用电机的凸极效应,及对电机绕组端电流的处理计算,准确地计算出电机的转子位置和转速,实现无位置传感器控制.为了解决永磁同步电机的启动问题,提出了在电机静止状态下检测转子初始位置的新方法.仿真结果显示了所用方法的有效性和可行性.     

改进的永磁同步电机转子初始位置检测方法

为了解决新型无位置传感器永磁同步电机的起动问题,提出了一种在电机静止状态下检测转子位置的新方法.该方法在算法上改进了传统的旋转高频电压注入法,使得可以更为快速、准确的检测出转子初始d轴位置.并且针对传统旋转高频电压注入法无法检测出转子永磁体极性问题,在d-q旋转坐标系下,通过分析永磁同步电机d轴磁链和定子电流之间的关系,利用d轴电流的泰勒级数展开,提出了根据定子铁芯非线性磁化特性获得判别N/S极极性信息的新方案,并建立了系统仿真模型.仿真结果验证了这种方法的有效性和可行性.此方法同样适用于永磁同步电机在中、低速时的转子位置检测.     

高速高精度永磁同步电机补偿策略研究

永磁同步电机的定子电阻和磁链会随温度变化而变化,定子电感会随电机饱和程度的变化而变化,电机相电流的采集和转子角位置的采集由于硬件原因均存在延迟,考虑上述工况,本文提出了一种高速高精度矢量控制补偿算法.其中重点推导了基于电机模型的相电流采集延迟补偿策略,给出了补偿电压的计算方法;还推导了转子角位置采集延迟的补偿策略,根据...