主励磁机高频信号注入的无刷励磁同步电机低速阶段无位置传感器起动控制

无刷励磁同步电机用作航空起动发电机,通常需安装位置传感器。为解决位置传感器带来的系统复杂化和可靠性降低的问题,低速阶段可采用主发电机高频信号注入估计转子位置,但引入的电流谐波会对起动输出力矩造成较大影响。为此该文提出一种适用于低速阶段的基于主励磁机高频信号注入的无刷励磁同步电机无位置传感器起动控制方法,利用主励磁机间接向主发电机励磁绕组注入高频信号,提取主发电机电枢绕组中的高频响应信号,经过计算处理获得转子位置信息。当电机静止时,主发电机励磁磁场的建立过程会在电枢绕组中感应产生的电流,根据电流极性判断转子初始位置所在扇区,并校正转子初始位置估计值。最后实验证明所提的无位置传感器起动控制方法具有较好的位置检测精度,能够实现无刷励磁同步电机在低速阶段的起动控制。     

三级式同步电机低速阶段无位置传感器起动控制高频信号注入法的对比

针对航空三级式同步电机无位置传感器起动控制中通过主发电机直接注入高频信号引入的起动转矩波动、响应信息提取困难、易受扰动等问题,提出一种通过三级式同步电机的主励磁机间接注入高频信号的方法。从注入高频信号的频率特性、转子位置估计精度等方面,对比分析主励磁机定子侧注入高频信号和利用主励磁机三相交流励磁控制产生的6次谐波作为主发电机转子励磁绕组间接高频注入信号的方法,并给出利用三级式同步电机励磁电流建立过程估计转子初始位置的方法。实验结果表明,两种高频信号注入法在低速起动阶段皆具备良好的位置跟踪精度,采用主励磁机三相交流励磁产生6次谐波作为间接高频信号注入的方法更易实现,且具有更好的平均精度。     

三级式同步电机的转子初始位置检测方法

针对现有三级式同步起动/发电机转子初始位置检测方法在检测过程中可能会使转子发生转动,对硬件要求高,检测误差大等问题,依据旋转变压器的理论,研究了基于"主电机注入-主励磁机检测"的转子初始位置检测方法,并给出了推导过程。该方法在主电机定子侧注入旋转高频电压信号,检测主励磁机定子侧的高频电流响应信号,通过对电流信号进行滤波,坐标变换与锁相环跟踪等处理,即可获得转子初始位置。实验结果表明,该方法不会使转子发生转动,也不需要知道电机的参数,硬件结构简单。检测误差在2°电角度以内,能够满足三级式同步电机的平稳起动要求。     

基于间接二次谐波注入的三级式同步电机低速阶段无位置传感器起动控制

针对航空三级式同步电机实现起动功能存在的转子位置检测问题,该文提出一种从主励磁机间接向主发电机注入高频信号的方法,利用旋转整流器产生的二次谐波作为向主发电机励磁绕组注入的高频信号,分析起动过程高频响应信号的频率特性,提出一种通过主励磁机的励磁电流生成同步解耦信号的方法,设计基于带通滤波器级联陷波器的转子位置误差信息提取方法,降低提取的高频信号的相移,增强谐波抑制能力,提高位置估计精度。最后,通过仿真和实验证明所提无位置传感器起动控制方法具有良好的位置估计精度,能够实现三级式同步电机在低速阶段的可靠起动控制。     

基于高频注入法的永磁同步电动机转子初始位置检测研究

PMSM转子初始位置估算的准确程度，直接决定了电机能否起动、电机运行性能好坏以及高性能控制策略能否实现。文中利用注入电机中的高频信号引起PMSM d、q轴磁路饱和程度的差异实现隐极及凸极2种PMSM转子初始位置的检测，同时根据定子铁心的非线性磁化特性，判断永磁体的N/S极极性。有限元仿真和实验验证了该文所提出的方法能准确检测出PMSM转子初始位置，实现电机的可靠起动、运行。     

一种新型内置式永磁同步电机初始位置检测方法

传统内置式永磁同步电机无位置传感器控制策略存在初始位置检测精度低、磁极判断不准确等缺点,将引起电机起动失败、失步、反转等问题。采用高频正弦信号注入法提取位置信息需要使用多个滤波器,会带来时间延迟和幅值畸变等问题。该文提出了基于高频方波电压信号注入的初始位置检测法,在转子信息提取环节无需滤波器。通过向定子绕组注入方波信号,在PWM周期采样三次电流,对前后两次采样电流做差处理求出位置误差信号,可以准确地获取转子位置。实验表明该方法准确有效。     

永磁同步电动机DTC的初始转子位置估计方法

高性能的永磁同步电动机直接转矩控制需要准确知道电机的初始转子位置,如果初始转子位置估计误差超过了30°电角度,会导致电机起动失败。在永磁同步电动机数学模型的基础上,利用注入高频信号的方法来实现对凸极式永磁同步电动机初始转子位置的准确估计。该方法通过向定子绕组注入高频电压信号,对产生的高频电流分量进行分析和处理,并加入电机的磁极检测,从而实现对永磁同步电动机转子初始位置的准确估计。仿真结果证明了该方法可以准确地估计出永磁同步电动机初始转子位置,具有较好的鲁棒性。     

基于高频信号耦合注入的内置式永磁同步电机

内置式永磁同步电机(IPMSM)受转子凸极性的影响,绕组电感随转子磁极位置呈周期变化。考虑到上述特征,提出一种基于高频信号注入的IPMSM转子初始位置检测方法。将高频信号依次注入定子两相绕组,并提取定子绕组高频信号线电压,运算处理后获得没有考虑转子磁极极性的初始位置角。随后注入脉冲电压矢量进行转子极性判断,从而获得准确的初始位置角。理论分析和试验结果表明,该方法对电阻参数依赖较小,不受逆变器非线性和电流传感器检测精度的影响,能够准确检测转子初始位置角,满足IPMSM平稳起动的要求。     

基于高频电流注入的永磁同步电机转子位置初始化方法

基于矢量控制的永磁同步电机的数学模型, 分析现有转子位置检测手段的优缺点,详细介绍了高频电流注入法实现转子初始位置检测.电机处于静止状态时给电机定子绕组中注入高频电流,利用电机的凸极效应和磁路饱和特性, 通过对高频电流峰值发生的时刻进行检测,准确地估算出电机的转子位置.实验结果显示了该方法检测精度高,且不依赖任何电机参数.     

永磁同步曳引机转子初始位置检测北大核心

提出一种电梯永磁同步曳引机转子初始位置检测方法。该方法在算法上改进了传统的脉动高频电压信号注入法,可以更快速、准确地检测出转子初始d轴位置。当向定子绕组中注入脉动高频电压信号,由于定子电感随转子位置θ变化,因此可以从高频电流响应信号中提取转子位置θ信息,结合磁场饱和引起的电感变化判断磁极极性。这种方法不需要精确的电机参数和额外检测硬件。实验结果验证了这种方法有效可行,尤其是能够解决低速甚至零速下的转子位置检测。     

无位置传感器开关磁阻电机的无迟滞起动研究

介绍了一种检测无位置传感器开关磁阻电机(SRM)无迟滞起动转子初始位置估算法。通过向电机定子相绕组注入瞬时测试脉冲来准确估算转子初始位置，从而实现转子处于任何位置时的无迟滞起动，给出了仿真和实验结果。     

永磁同步曳引机转子初始位置检测

提出一种电梯永磁同步曳引机转子初始位置检测方法。该方法在算法上改进了传统的脉动高频电压信号注入法,可以更快速、准确地检测出转子初始d轴位置。当向定子绕组中注入脉动高频电压信号,由于定子电感随转子位置θ变化,因此可以从高频电流响应信号中提取转子位置θ信息,结合磁场饱和引起的电感变化判断磁极极性。这种方法不需要精确的电机参数和额外检测硬件。实验结果验证了这种方法有效可行,尤其是能够解决低速甚至零速下的转子位置检测。     

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。     

基于高频脉冲注入的无轴承开关磁阻电机转子位置与径向位移检测方法

为提高无轴承开关磁阻电机(BSRM)的集成度和运行可靠性,探索无轴承电机的转子转角和径向位移的自检测方法,通过在BSRM非导通相的主绕组中注入高频脉冲信号,实现了同时检测转子的转角位置和径向位移的目的。一方面,利用绕组电流的斜率差值与绕组电感的关系,得到BSRM电感的实时分布信息,从而解算得到转子的实时转角位置。另一方面,通过检测悬浮绕组的感应电动势来获取主、悬浮绕组间的互感信息,利用互感与转子径向位置的关系,解算得到转子的实时径向位移。从而最终仅通过对主绕组注入一组高频脉冲来同时估测BSRM的转子转角和径向位移。实验结果证实了所提方法的有效性。     

无刷励磁同步电机无位置传感器起动控制

针对无刷励磁同步电机应用于飞机变频交流电源起动控制时,需要安装位置传感器带来了系统结构复杂、可靠性降低并且该传感器利用率低等问题,提出一种适用于无刷励磁同步电机的无位置传感器起动控制技术。通过向主电机注入旋转高频电压信号,判定转子位置信息,结合反电势极性判定法对位置角进行校正。起动阶段根据旋转高频电压信号产生的高频电流响应中的位置信息,解析转子位置信号,结合矢量控制策略起动无刷励磁同步电机。仿真和实验结果表明,该方法具有良好的位置估计精度,能够满足无刷励磁同步电机起动控制系统的要求,实现电机顺利平稳起动。     

基于高频电压信号注入的永磁同步电机转子初始位置估计

提出了一种表面安装式永磁同步电机转子初始位置估计的方法。其原理是向定子绕组中注入脉动的高频电压信号,由于定子电感随转子位置q 而变化,因此绕组的高频电流响应信号中含有q 角的信息,但是该方法无法判断转子磁极的极性,因此在初步辨识出q 角的基础上再向d轴注入高频电压信号,并利用磁场饱和引起的电感量的变化来估计出转子的磁极极性。该方法不需要知道电机的精确参数,也不需要额外的硬件。介绍了实验系统的构成和参数,给出了实验结果,实验结果表明理论分析正确。     

基于改进信号注入法的同步电机初始位置检测

在电励磁同步电机控制系统中,转子初始位置角的检测对电机起动起到至关重要的作用,而传统电压积分法存在积分漂移等缺点。为了快速且精确地获得电励磁同步电机转子初始位置角,根据电励磁同步电机转子不对称的特点,采用转子高频信号注入法对电机转子初始位置角度进行检测。采用滑动傅里叶变化对高频信号注入法中提取位置信号的方法进行改进,并对带有转子初始位置检测的电励磁同步电机气隙磁链定向矢量控制系统的起动进行研究。结果表明,改进后的基于转子高频信号注入法的电励磁同步电机初始位置检测方法能够快速精确地获得转子初始位置,并且,电机在矢量控制系统中能够正常起动运行。     

转子微动状态下永磁同步电机初始位置检测

针对表贴式永磁同步电机在无位置传感器情况下难以检测出转子初始位置这一问题,研究了一种基于转子微动的初始位置检测方法.通过分析向定子绕组中注入极低频旋转电压时的电流响应,得出了在电机处于微动状态时可从静止坐标系电流响应中提取出转子初始位置信息的结论,并根据电流响应增幅的变化倍数来获得微动状态下的注入电压信号幅值,进一步提...     

利用检测线圈的开关磁阻电机转子位置估计方法（英文）

本文提出了一种新型的12/8结构开关磁阻电机的转子位置检测方法。该方法将检测线圈绕组与电机主绕组同时绕制于电机定子齿上,检测线圈的结构可有效抑制主绕组工作产生的感应电势。本文亦介绍了该结构检测线圈的参数设计原则。通过注入高频信号,电机的转子位置信号可通过处理采样电阻压降获得。由于检测线圈绕组与主绕组相互独立,因此高频信号无论转速高低均可注入,使得该方法的转速应用范围较宽。最后,本文针对一台12/8开关磁阻电机进行了仿真与实验,验证了该方法的可行性。     

无位置传感器开关磁阻电机无反转起动研究

提出了一种检测无位置传感器开关磁阻电机(SRM)起动前转子初始位置的方法.通过向电机定子相绕组注入瞬时测试脉冲,跟踪相电流判断转子的初始位置及相应的初始导通相,从而实现转子处于任何位置时的无反转起动.通过对一台8/6极的开关磁阻电机的实验,验证了该方法的可行性.