无位置传感器无刷直流电机位置检测技术

无位置传感器控制技术是近30年来无刷直流电机（BLDCM）研究的一个重要方向。论述了国内外BLDCM无位置传感器控制的研究现状。着重介绍了目前应用和研究较多的几种常规方法的基本原理、实现途径、应用场合以及优缺点等,并对它们作了综合分析和比较。     

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.     

反电动势无位置传感器BLDCM位置误差分析

反电势无位置传感器无刷直流电机(BLDCM)的控制方法具有高效率、高可靠性、低成本等优点,已广泛应用在工业驱动中。正确换相是抑制转矩脉动的重要手段,也是BLDCM高效率运行的重要保证。从反电动势无位置传感器BLDCM的控制原理着手,分析了位置误差产生的原因以及计算的电机位置超前或滞后电机真实位置对电机相电流产生的影响。最后给出补偿位置的方法,使BLDCM的换相接近最佳换相逻辑,并通过实验进行了验证。     

无位置传感器无刷直流电动机控制新方法

针对安装位置传感器无刷直流电机(BLDCM)引起的结构复杂、价格昂贵和可靠性低等问题,通过检测端点电压和电枢电流,应用二阶阻容模拟滤波器和数字滤波技术,获得无三次谐波的反电势信号,从而借助于BLDCM的形状函数、绕组电阻和电感参数,提出了一种新的判断反电势中的等电势点实现无位置传感器控制策略。     

无刷直流电动机无位置传感器控制技术

无刷直流电动机系统中,转子的位置信号对于整个系统的正常工作是至关重要的。以往转子位置信号是通过位置传感器检测得到的,然而传感器检测有受环境影响较大等缺点。目前,无位置传感器控制技术成为研究的热点。本文针对使用反电势过零点检测转子位置的无传感器BLDCM系统,讨论了其换相策略、PWM调制控制方式、起动控制方案,并进行了仿真研究。     

无位置传感器无刷直流电机位置信号相位补偿

反电动势过零检测法是应用最广泛的一种无刷直流电机(BLDCM)转子位置辨识方法.为消除由于PWM高频开关噪声产生的影响,该方法一般需采用硬件滤波电路来对测量的信号进行处理,由此带来转子位置信号相位误差.根据滤波电路的特点提出了基于直线拟合技术的转子位置信号相位补偿方法,并将其用于BLDCM无位置传感器控制系统.实验结果表明,该补偿策略能显著提高转子位置的辨识精度,改善电机运行性能.     

无位置传感器无刷直流电动机变频调速系统的硬件设计

探讨了无位置传感器无刷直流电动机(BLDCM)变频调速系统的硬件设计过程,给出了基于智能功率模块(IPM)PS21865的主电路实现方案,完成了以数字信号处理器TMS320LF2407A为核心的控制电路和辅助电路的硬件设计,整个系统集成度高、控制灵活、功能完善.试验结果表明,无位置传感器BLDCM变频调速系统具有良好的调速性能,系统控制精度高、运行稳定可靠,具有实际应用价值.     

无位置传感器BLDCM起动方法的改进

分析了常规无位置传感器无刷直流电动机(BLDCM)起动过程中电流过大的问题,引入电流闭环对无位置传感器BLDCM起动方法进行了改进,解决了起动时电流较大的问题.对电流闭环起动方法加速过程以及稳态运行时的仿真研究表明,该改进措施不仅可以解决起动电流过大的问题,而且具有较好的稳态和动态响应速度.     

无位置传感器六相永磁BLDCM控制系统设计

提出了基于SVPWM控制和电流调节控制的无位置传感器六相无刷直流电机(BLDCM)的起动控制,不仅能有效控制起动电流大小,而且可以改善BLDCM开环起动性能。设计了基于DSP的无位置传感器六相永磁BLDCM控制系统,充分运用DSP中的两个事件管理器,通过软件编程实现了SVPWM的开环起动控制,通过反电势检测法获取转子位置信号和速度信号。系统设计保证六相电机每套绕组既能独立工作,又能两套绕组同时工作,且具有软、硬件结合逐级递升的多重保护功能。实验结果表明,该控制系统很好地实现了六相BLDCM基于SVPWM和电流调节控制的开环起动,以及基于反电势位置检测的闭环运行。     

无位置传感器无刷直流电动机的高速驱动系统

介绍了利用无位置传感器无刷直流电机控制器TDA5142T结合电机专用功率逆变桥MP6403在无位置传感器BLDCM调速系统中的应用，它是电机驱动控制的一种新的方法，实验结果表明，该方法可靠地实现了无刷直流电机的起动和速度控制。     

永磁同步电机无位置传感器控制技术综述制技术研究综述

无位置传感器电机驱动器具有成本低、可靠性高、硬件电路简单以及维护要求少等优势,在学术界和工业应用中受到了越来越多的关注。对适用于零低速域、中高速域以及全速域三种运行范围的多种无位置传感器技术进行了综述。首先,分别对比分析了零低速域和中高速域下各种无位置传感器控制方法的优缺点。其次,梳理和总结了目前全速域运行的切换控制策略。最后,对永磁同步电机无位置控制技术的未来发展趋势进行了展望,并指出了后续研究的关键问题。     

永磁同步电机无位置传感器运行场路耦合分析

为精确设计基于凸极跟踪的无位置传感器控制系统,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,提出一种基于场路耦合法的永磁同步电机无位置传感器控制系统分析与设计新方法。该方法建立在永磁同步电机三维电磁场分析模型和基于转子磁场定向的无位置传感器控制系统模型上,通过场路耦合法进行协同仿真研究,仿真结果可精确反映无位置传感器运行性能和高频电压信号激励下永磁同步电机与控制系统的相互耦合特性。在此基础上建立了与仿真系统完全对应的实验系统,实验结果与仿真结果一致,表明该分析设计方法的正确性和可实现性。     

基于参数辨识的永磁同步电机无位置传感器控制

针对电机运行过程中参数变化会影响永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制性能的问题,将递推的最小二乘法(RLS)用于PMSM参数的在线辨识,在最大转矩电流比控制策略下,使用基于BP神经网络改进的模型参考自适应系统构建无位置传感器控制方案,提出了基于在线参数辨识的PMSM无位置传感器控制方案。运用递推的RLS对PMSM的交轴电感和转子磁链进行在线辨识,并将参数辨识结果应用于电机无位置传感器算法中。仿真和试验证明了基于递推的RLS参数辨识算法可以对PMSM的转子磁链和交轴电感值进行准确辨识,基于参数辨识的PMSM无位置传感器控制方案性能更好。     

考虑互感影响的开关磁阻电机无位置传感器控制技术

针对开关磁阻电机采用电流斩波控制(CCC)方式时相间互感对无位置传感器角度估算的影响,提出一种转子位置估算方法,该方法可以消除相间互感对位置估计的影响,并且无需测量相间互感大小。当电机在单相励磁区时,此时采用变系数电感模型方法进行角度估计;当电机在两相同时处于励磁区时,相间互感不为零,此时对导通相的磁链做差值运算以消除相间互感,最终通过实验对提出的转子位置估算方案进行验证。实验结果表明,与传统的忽略相间互感影响的转子位置估计方案相比,该方案能够消除互感对转子位置估计的影响,并且具有更高的估计精度,能够实现较大转速范围的无位置传感器稳定可靠运行。     

基于有无位置传感器的无刷直流电机双模控制器设计

提出了一种基于有无位置传感器的无刷直流电机(BLDCM)双模控制器.控制器在正常状态下以有位置传感器模式运行,一旦出现位置传感器损坏或者位置传感器信号传输故障等非正常情况,控制器将自动转换到无位置传感器模式运行.重点讨论了模式转换技术与无位置传感器运行模式下的转子位置检测技术.在电机静止和低速运行时,利用定子铁心线圈电感的磁饱和效应,采用短时脉冲检测以及最大概率法获得当前转子位置;在电机高速运行时,采用反电动势过零点检测方法实现转子定位.     

基于PMSM的二阶滑模无位置传感器控制

在永磁同步电机传统滑模观测器(SMO)无位置传感器控制方案中,针对其因符号函数带来的抖振现象以及因一阶低通滤波器带来的相位滞后问题。根据Super-twisting算法设计了二阶滑模观测器(STASMO)无位置传感器控制方案,该方案不仅有效地抑制了抖振现象,而且取消了一阶低通滤波器的使用。当电机运行时,定子电阻会随着电机内部温度的升高而改变,故设计了合理的定子电阻观测器来实时观测定子电阻,从而避免了定子电阻对无位置传感器控制方案估计精度的影响。最后通过对所提方案进行系统模型搭建与仿真分析,从而证明了所提方案对电机位置和转速具有较高的估计精度。     

Position sensorless control of interior permanent magnet synchronous motor using extended electromotive force

Driving a permanent magnet synchronous motor (PMSM) requires the rotor position information to control the motor torque, and this is generally detected by mechanical position sensors such as an encoder or a resolver. However, these sensors increase the machine size and the cost of the drive, and reduce reliability of the system. Therefore, many papers about position sensorless drive method of PMSM have been published. This paper presents a position sensorless control of interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM). A mathematical model of IPMSM using the extended electromotive force (EMF) in the rotating reference frame is utilized to estimate the rotor speed and position. This model has a simple structure integrating position information into the extended EMF term. Therefore, the sensorless control based on the mathematical motor model can be implemented simply. The estimation method proposed is based on the principle that the error of the current is proportional to that of extended EMF. This method was carried out using a 6‐pole, 400‐W, 1750 r/min test motor system. It was found that sensorless speed control was achieved from 80 r/min to 1800 r/min under 0 to 100%loads. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 161(3): 41–48, 2007; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20406     

单相开路故障下五相直流无刷电机无位置传感器控制

为了增强五相电机驱动系统的可靠性和容错能力,对五相永磁无刷直流电机在单相开路故障下的无位置传感器控制技术进行了研究。引入一种新颖的五相电机开路模型,实现了在单相开路故障下的场定向控制及载波脉宽调制。并在此基础上,采用滑模观测器估算五相电机的基波反电动势。然而当五相电机开路在故障模式下运行时,三次谐波绕组及逆变器非线性等因素引起观测反电动势含有较强的抖震谐波。采用了一种改进型复系数滤波器,并取代了传统一阶低通滤波器,对观测反电动势基波分量进行无失真滤波,改善位置观测精度和无位置控制电机动态性能。在实验平台上实现了单相开路模式下的无位置控制技术,验证了其的有效性。     

基于Kalman滤波的无位置传感器感应电机伺服系统的研究

对于感应电机，现在大多数的无位置传感器伺服系统采用磁通积分法，波形检测法等，但精度较差，且容易受到干扰。文章提供了一种基于Kalman滤波的无位置传感器感应电机伺服系统，它采用DSP系列TMS320C24x来实现，达到了很好的性能。