表贴式永磁同步电机无位置传感器起动新方法

针对表贴式永磁同步电机(surface mounted permanent magnet synchronous machines,SPMSM),该文提出一种脉振高频信号注入法结合载波频率成分法的无位置传感器起动控制新方法。该方法首先向SPMSM的d轴注入脉振高频信号,使得SPMSM呈现"饱和凸极性";然后引入载波频率成分法进行转子磁极极性判断,即提取三相载波正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)逆变器中的三相载波频率成分信号,解析其饱和分量幅值的正负,实现对SPMSM转子磁极极性的判别。与传统的通过二次注入其他形式的信号来判断转子磁极的方法相比,该方法有效改善了现有无位置传感器起动方法中存在的算法执行时间长、实施过程复杂等缺点。实验结果表明,所提方法能够准确、快速地检测出SPMSM的初始位置,保证电机顺利平稳起动,具有良好的位置估计精度。     

基于改进型ESO的表贴式永磁同步电机无位置传感器控制

针对表贴式永磁同步电机的中、高速段无位置传感器控制,提出了在两相静止坐标系下构建以电流为主变量的扩张状态观测器进行转子位移角估计及构建以转子位移角为主变量的改进型扩张状态观测器进行转速估计的方法.该方法得到的转子位移角和转速估计值不受电机电阻参数变化的影响,且实现简便,可与采用PI控制的转速、电流双闭环矢量控制系统结合...     

表贴式永磁同步电机无速度传感器混合控制

针对表贴式永磁同步电机(SPMSM)重载起动、全速范围内无传感器控制,提出了一种新型的混合控制方法。电机低速时用脉动高频信号注入法;高速时用改进滑模观测器法,用饱和函数代替开关函数来减弱滑模算法的固有抖振,设计截止频率随转速可变的滤波器从而实现补偿角的定值化。提出了结合两种方法优点,在两种方法之间的平滑切换的算法。仿真结果表明,该混合控制器方法可以准确观测转子位置和速度,实现电机的无传感器控制,系统具有良好的稳定性和鲁棒性。     

一种表贴式永磁同步电机无位置传感器低速控制策略

永磁同步电机在零速或低速下的无位置传感器控制技术主要是基于电机的凸极特性,而表贴式永磁同步电机(surface mounted permanent magnet synchronous motor,SPMSM)磁路结构对称,凸极特性不明显。传统高频信号注入法利用电感饱和效应构造的"饱和凸极"估计SPMSM转子位置,且在电流环反馈和位置观测环节使用滤波器,造成电流环响应和位置估计延迟。针对上述问题,该文提出一种基于新型高频方波注入法的SPMSM无位置传感器低速控制策略,通过将磁场定向控制周期与电压注入周期分离,直接利用电压注入周期内两相静止轴系下的高频响应电流得到转子位置估计值,实现了在电流环反馈和位置观测环节均无需使用滤波器。同时,为抑制逆变器非线性因素对转子观测精度的影响,采用向d轴依次注入幅值相等、方向相反的两个电压矢量。最后通过2.2kW SPMSM无位置传感器控制系统验证该控制策略的有效性。     

永磁同步电机全转速无位置传感器控制研究

为解决永磁同步电机（PMSM）无位置传感器控制策略在中高速阶段对模型参数依赖度大,起动阶段或低转速运行阶段对转子状态信息估算精度低的问题,采用旋转高频电压信号注入法与模型参考自适应法相结合的复合控制策略,以两者加权的方法实现全转速范围PMSM高精度控制。通过Matlab/Simulink仿真及试验平台验证,该方法能够实现从低速到中高速的平顺切换,提高了控制系统的动态稳定性,具有动态调节能力强、鲁棒性好等优点。     

表贴式永磁同步电机无速传感器驱动

对转子表贴式永磁同步电机(PMSM)提出了无传感器的驱动策略。基于非线性估计方法,准确估计了转子位置与转子速度,即使系统在瞬态下,估计仍然是准确的。由于该估计系统不含永久磁铁建立的磁链,因此无传感器驱动策略对磁链变化具有鲁棒性。实验结果验证了该方案的可行性。     

基于自抗扰控制技术的表贴式永磁同步电机无位置传感器控制

为提高表贴式永磁同步电机(SPMSM)的控制精度、动态响应速度以及可调速度范围。通过引入自抗扰控制技术,在两相静止坐标系下,提出一种可以将包含转子位置信息的耦合项直接估计出来的方法。利用自抗扰控制技术的强解耦能力直接解耦电机方程,故无需向转子坐标系进行坐标变换来实现解耦,此外通过电流自抗扰控制器(ADRC)中扩张状态观测器(ESO)可以直接得到转子电角速度和转子位置角,避免了传统控制方法中多次变换和积分带来的累积误差。其在转速ADRC中利用自抗扰控制技术的非线性控制方法,扩展了调速范围,提高了控制精度。     

船舶永磁同步电机全转速范围无位置传感器控制

针对单一的无位置传感器技术无法有效控制船舶永磁同步推进电机的问题,给出了一种可在全转速区域实现混合无位置传感器控制的策略,分析了传统反电动势法(back electromotive force,BEMF)的缺陷,提出了一种改进的带补偿校正的BEMF,并将流频比(I/F)控制策略应用于解决BEMF不能在零速和低速下使用的问题,为了保证开环起动的带载能力和可靠性,增加了转子预定位算法,最后,提出了一种融合过渡方案来解决2种算法之间的切换问题。仿真和实验结果表明,该算法提高了永磁同步电动机转子位置和转速估计的精度,解决了船舶电力推进永磁同步电机全转速范围无法实现无位置传感器控制的难题。     

永磁同步电机无位置传感器控制介绍

由于永磁同步电机无位置传感器控制系统具有成本低、安装和维护方便等一系列优点,成为近年来国内外的研究热点。介绍了永磁同步电机无位置传感器控制技术的工作原理,在此基础上分析了永磁同步电机无位置传感器控制技术的研究进展,并指出存在的问题和研究方向。     

内置式永磁同步电机无位置传感器控制

针对无位置传感器内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)矢量控制系统,通过将滑模观测器和高频电压信号注入法相结合,提出一种可实现在宽调速范围获取准确转子位置信息的混合观测方案。设计基于扩展反电动势模型的滑模观测器,对高频信号注入的滤波器和软件锁相环进行研究,并给出混合观测器的切换控制方法,以保证切换过程锁相环跟踪的同步性。针对无传感器IPMSM系统起动困难的问题,研究了一种初始位置估计方法,先注入高频信号检测磁极位置,再注入脉冲电压矢量来判断极性。最后通过IPMSM无位置传感器矢量控制系统验证了该控制策略的有效性。     

内置式永磁同步电机无位置传感器控制

基于滑模变结构理论和包含扩展反电势的永磁同步电机(PMSM)数学模型,构造了估算转子位置角度的滑模观测器,并在此基础上提出了一种内置式永磁同步电机(IPMSM)矢最控制系统的无位置传感器控制方法.引入随转速变化的幅频增益km,以增大滑模观测器无位置传感器控制系统的调速范围;采用以估算转子位置角正弦矢量为状态矢量的模型参考自适应观测器估算转子角速度,避免因角度微分而引起的噪声误差,实现对转子角速度的快速精确估算.仿真分析和试验结果验证了该方法的有效性和可行性,具有实用价值.     

内置式永磁同步电机宽转速范围无位置传感器直接转矩控制

针对内置式永磁同步电机,提出一种可在宽转速范围运行的无位置传感器直接转矩控制方法。在直接转矩控制中,定子磁链的估算和控制是算法实施的关键。为保证在宽转速范围内准确估算定子磁链,当电机静止和低速运行时,利用旋转高频注入方法得到电机实时三相电感,结合相电流得到由定子电流产生的磁链分量,并综合转子磁链分量得到定子磁链;当电机中高速运行时,使用反电动势滤波估算定子磁链。根据所得定子磁链,结合基于转矩角的直接转矩控制方法控制电机运转,并使用滞环方法保证低速与中高速运行之间平滑过渡。实验结果表明,该无位置传感器控制方法在包含静止的宽转速范围内能稳定带载运行,并具有良好的动静态性能。     

表贴式永磁同步电机伺服系统电流环设计

电流环直接影响表贴式永磁同步电机(surfacepermanent magnet synchronous motor,SPMSM)伺服系统的电流波形和电磁转矩,使系统的动、静态性能变差。当系统运行工况变化使得电机电感饱和时,电流环中含有电感参数的解耦项就会失效。从合成矢量的角度出发,提出了一种同步dq旋转坐标系下无需电感参数的电流解耦调节器,实现了无电感参数解耦控制,改善了SPMSM系统的动态性能。另外,由于死区、电机制造工艺、磁场饱和等原因,电机电流中含有影响系统性能的5、7、11、13等低次谐波。提出了同步旋转dq坐标系下比例积分+比例谐振(proportionalintegral+proportional resonance,PI+PR)的电流复合调节器,对低次电流谐波进行闭环调节,从而显著减小了谐波电流,改善了系统性能。仿真分析和实验结果均验证了该方案的可行性。     

永磁同步电机模糊滑模无位置传感器控制

针对滑模量在滑模面切换以及速度非线性变化而致使的系统抖振问题,提出一种超旋转滑模模糊观测器。滑模观测器(SMO)存在的高频抖振会对电机控制系统产生很大的影响,导致电机产生转速波动和稳态误差。为了削弱SMO的抖振问题,首先对滑模动态变量的趋近速度动态变化导致的抖振问题,通过引入模糊逻辑理论使得系统状态量趋动速度智能化,设置模糊规则以达到智能动态化速度,以系统动态变量趋向切换面的距离与状态量动态趋向速度为规则因子,动态智能化趋向速度;其次对系统变换函数导致的系统抖振,进一步采用连续函数F(s)代替不连续的sgn(s)符号函数。该方案有效削弱了系统的抖振问题,相较于SMO控制提高了系统的稳定性。     

面贴式永磁同步电机无传感器FOC控制的设计

本文研究了面贴式永磁同步电机的无传感器FOC控制,分析了基于滑模控制的转速和位置估计的方法,针对低通滤波器造成的电机转子位置估算误差提出了一种分段线性补偿的方法,并给出了一种永磁同步电机开环启动的方法,将理论和公式改造成易于编程的实现的形式,方便把理论转化为控制程序。并对这种控制器进行了设计。实验结果表明本文设计的滑模观测器能够很好的观测反电势、估算电机转子的位置和速度,系统具有较好的鲁棒性,具有十分重要的工程前景。     

内置式永磁同步电机无位置传感器控制研究

内置式永磁同步电机具有功率密度和转矩密度高等特点,已广泛应用于大功率、重负载等变频驱动领域,其中转子初始位置检测技术和无位置传感器控制技术为控制核心部分.为此本文介绍一种基于高频方波电压注入的转子初始位置角度检测方法,以及一种基于电流频率(IF)控制和反电动势锁相环控制相结合的无位置传感器控制策略,控制内置式永磁同步电机静止变频起动与调速运行.仿真结果验证了转子初始位置检测技术准确有效,无位置传感器控制策略具有良好的起动和调速性能,为内置式永磁同步电机的传动应用提供技术保障.     

永磁同步电机无位置传感器全速域控制

为了实现永磁同步电机全速域无位置传感器控制,本文提出一种IPMSM在宽调速范围内准确获取转子速度与位置信息的混合观测器,在中高速域,采用省略低通滤波器的扩展滑模观测器估计电机转子速度与位置。在零低速域,采用注入电压信号频率为开关频率的高频方波注入法。为实现中高速与零低速的平滑切换,本文采用加权算法控制策略。仿真结果证明了本文提出的永磁同步电机全速域无位置传感器控制策略的的可靠性和有效性。     

内置式永磁同步电机低速无位置传感器控制

针对内置式永磁同步电机低速无位置传感器控制相关问题,在分析内置式永磁同步电机动态数学模型的基础上,提出了一种基于高频信号注入法的转子位置估计方法。通过向电机的控制电压中叠加一个三相对称高频电压信号,对三相电流响应信号进行带通滤波,得到高频电流分量,利用最小二乘算法提取三相高频电流响应的幅值大小,并经过特定算法提取出转子位置。该算法运算量小,估计误差低,易于实现,对电机参数变化不敏感,鲁棒性强,对一台内置式永磁同步电机无位置运行的实验结果表明转子位置提取算法的有效性,根据工作状态的不同,检测误差会有所不同,但误差限都控制在"6°(电角度)以内,平均检测误差都小于3°(电角度)。     

永磁同步电机无位置、速度传感器控制

基于永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM）的稳态操作,给出PMSM的无位置、速度传感器控制方法,并利用补偿算法消除反电动势的常数变化对转子速度估计的影响。该方法在一个以TMS320LF2407A DSP为核心的PMSM速度伺服控制系统予以实现。实验结果验证了该方法的正确性和可行性。     

永磁直线同步电机全速无位置传感器控制

针对永磁直线同步电机无位置传感器控制时,单一的位置估计算法难以在宽范围内精确估计动子速度和位置信号的问题,为了进一步适应直线电机往复运动、速度变化范围大的特点,提出了高频信号注入法和增广扩展卡尔曼滤波算法复合的估计算法。在起动和低速时采用高频信号注入法,在中高速时采用增广扩展卡尔曼滤波法,在过渡区域采用高频信号注入法和增广扩展卡尔曼滤波算法融合的方法,实现从零速到高速全速范围内高精确度无位置传感器控制。仿真和实验结果表明,基于该复合算法的无位置传感器控制系统在全速范围内都具有良好的动态响应特性。