基于高频信号注入法的PMSM无感器检测技术

采用脉振高频电压信号注入法来估计SPMSM转子的速度和位置。通过在估计的转子d轴上注入高频电压信号,利于面贴式永磁同步电机的饱和凸极性,检测对应的含有转子位置信息的电流响应信号来确定转子的位置和转速。通过Matlab仿真实验,证明了脉振高频信号注入法在无传感器控制系统中的可行性和控制效果。     

基于高频信号注入法的永磁同步电机无传感器控制

介绍了一种基于永磁同步电机空间凸极追踪的转子位置无传感器自检测的方法.该方法采用高频电压载波注入法,通过采用外差法的转子位置跟踪观测器完成了转子位置信息的提取,实现无机械位置传感器的电机转子位置的检测.并通过仿真证明了这种方法的可行性.     

永磁同步电机无传感器控制系统的仿真研究

研究无传感器永磁电机性能优化问题。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。针对传统的传感器为机械式系统成本高、可靠性低的缺点,采用永磁同步电机控制技术领域的一种新的永磁同步电机转子位置、速度估算方法即高频电压信号注入法。文中对高频信号注入法的永磁同步电机无传感器控制技术的基本原理进行了论述,并采用外差方法得到转子位置和速度估计信息,建立了永磁同步电机无传感器矢量控制系统的仿真模型,给出了仿真试验结果。仿真结果表明,改进的控制系统响应快,启动过程中转矩脉动小,转速上升平稳,抗扰动性能好,有良好的静、动态性能。     

表贴式永磁同步电机全速度范围无传感器控制

在永磁电机控制系统中编码器等位置传感器的使用增加了系统的复杂性,降低了系统的可靠性和适应性,因而无位置传感器控制方法被提出并得到了广泛的研究.现有的永磁同步电机无传感器控制方法主要进行零低速或中高速条件下转速的估计,缺少零低速向中高速平滑切换的方法研究,存在着适用转速范围有限等问题.利用脉振高频电压信号注入法进行零低速时转子的位置估计,利用模型参考自适应法进行中高速时的转速估计;提出了一种加权法在某一速度范围内将不同控制方法估计的转速进行平滑切换,得出切换区间内平滑的合成估计速度,从而实现表贴式永磁同步电机全速度范围的无传感器控制.对于某一表贴式永磁电机,应用Matlab/Simulink进行了永磁电机无传感器控制系统的仿真分析,仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

自抗扰控制和高频信号注入的内嵌式永磁同步电机无位置传感器控制

针对内嵌式永磁同步电机无位置传感器控制系统,基于自抗扰控制技术和高频信号注入技术,提出了以转子位置角为扩张状态观测器(extended state observer,ESO)主体变量的自抗扰控制系统.该方法避免了传统算法中以电流为ESO主体变量时依靠角速度估计值积分来获得转子位置角估计值所带来的误差积累问题.该方法在电机起动、负载突变等电流波形正弦度较差的情况下,仍能保证转子位置角的估计值具有较高的精度.仿真结果验证了所提出方法的正确性和优越性.     

基于线性型霍尔元件的伺服定位控制与仿真

永磁同步电机广泛应用在中小容量,高精度传动领域。由于永磁电机的转子为永久磁铁,为了获得较好的同步运转,需要得到转子位置信号。为了解决永磁同步电机转子的初始定位,在分析永磁同步电机工作原理,推导出永磁同步电机数学模型的基础上,提出了一种新的基于线性型霍尔元件的位置及速度检测技术,并以永磁同步电机为被控对象构成伺服控制回路,进行MATLAB平台仿真实验。仿真实验表明,该方法具有较好的稳定性和精确度。     

一种改进的PMSM高频方波注入无位置检测方法

针对内置式永磁同步电机(IPMSM)无位置传感器控制的低速域转子位置检测,提出了一种基于无滤波器高频方波电流注入结合正切锁相环的低速域无位置传感器控制的新方法。通过在估计的同步旋转坐标系的直轴上注入高频方波电流信号,提取交直轴电流环在静止坐标系中的输出电压量,通过积分离散化的方法提取带有转子位置信息的信号,省去了滤波器的使用。采用正切锁相环对转子位置进行估计。所提方法结构简单,易于实现,无需设计低通滤波器,通过搭建仿真模型验证了所提方法在变速运行和突加负载两种工况下都具有良好的稳定性。     

基于PLL系统的永磁同步电机滑模观测器控制系统研究

由于永磁同步电机无位置传感器在传统滑模观测器系统下伴随着高频抖振,因此估算的反电动势中将存在高频抖振现象.在滑模观测器输出反电动势中通入锁相环(PLL)系统来提取转子位置信息,减少转速和转角误差.最后利用Matlab平台提出系统验证,实验表明基于PLL系统的滑模控制系统在一定程度上抑制了高频抖振,在动态性能和精度上比传统滑模观测器有一定提高.     

基于改进ADRC的PMSM无位置传感器转速控制

永磁同步电机(PMSM)是一个非线性、多变量、强耦合系统,具有不确定的外部干扰;为了提高对其转速控制精度,采用改进自抗扰控制代替传统自抗扰控制(ADRC);通过插值法构建一个新的函数来代替ADRC中原有的最优控制函数,并用线性误差反馈控制率代替非线性误差反馈控制率(NLSEF)以此来降低调参难度;同时建立基于脉振高频注入法和滑模观测器法的位置辨识系统,以满足PMSM转子位置的辨识精度要求;仿真结果表明,改进ADRC能够在无位置传感器控制方法中取得较好的控制效果,转子位置估计的误差小于0.002 rad,转速估计误差小于0.02 rad/min,转速超调量小于4%,最大振荡不超过60 rad/min,与传统ADRC控制器相比系统抗扰动性更强,电机位置和速度辨识效果也更优。     

基于单相高频电压法的永磁直线电机的功率角测量

为了解决低速和零速时永磁直线电机功率角的测量以及消除采用机械型传感器带来的安全、可靠性方面的问题,提出了基于单相高频电压注入法的永磁直线同步电动机功率角测量方法。在永磁直线同步电动机单相绕组中持续注入高频电压信号,通过检测得到高频电流信号,进而利用半周积分算法得到该电流的幅值,并利用永磁直线同步电动机的电流-电感-功率角之间的解析方程,获取电机的功率角。实验表明,该方法可靠性高、实用性强,且精度能够满足要求,适用于包括零速在内的永磁直线电机功率角的测量。     

基于高频注入法的永磁同步电动机无传感器矢量控制

提出了一种在零速或是低速时无传感器的永磁同步电动机矢量控制方法。该方法基于永磁同步电动机的凸极效应原理,在两相旋转坐标系中注入高频信号来获取无传感器矢量控制时所需转子的精确位置和转速,并在此基础上给出了永磁同步电动机无传感器矢量控制系统。仿真结果表明,该方法能够准确估计转子位置和速度,满足矢量控制的需要。     

基于新型Type-1 PLL的永磁同步电机转子位置估计方法

为了提高表贴式永磁同步电机的调速性能,提出一种基于新型锁相环(PLL)的转子位置估计方法.首先,针对表贴式永磁同步电机定子反电动势进行谐波分析,定义谐波成分在旋转坐标系下的表现形式;然后,为提高转子位置估计性能,针对特定谐波成分设计由自适应陷波器(ANF)和低通滤波器(LPF)串级组成的新型滤波器;最后,对新型PLL与同步旋转坐标系锁相环(SRF-PLL)进行对比仿真实验,实验结果表明,所提出的新型PLL不仅能保证较高的估计精度,而且具有较快的转子位置跟踪速度和较强的滤波性能.     

CORDIC算法在永磁同步电机的位置处理上的应用

在永磁同步电机的变频调速系统中,电机转子位置的检测和处理准确与否直接影响整个控制系统的精度。提出一种基于FPGA的电机转子位置定位和处理方法,通过检测复合式增量编码器的A、B、Z、U、V、W 6路信号,经过四倍频及判向电路、位置检测及变换、CORDIC处理器,可精确得到当前电机转子角度位置的正余弦值。实验证明:位置检测与处理模块可以准确地检测到实时转子的位置,误差只有0.144°;快速准确处理电机转子的角度值;在硬件平台上实现了算法,效率高、效果好、硬件资源消耗少,为矢量控制的坐标变换模块提供精确的输入,提升了整个伺服系统的性能。     

永磁同步电动机无传感器二阶滑模观测器仿真研究

针对永磁同步电动机无传感器控制采用传统滑模观测器引起的"抖振"现象,提出了一种基于二阶滑模控制方法的滑模观测器,并将其用于估算永磁同步电动机的转子位置和速度;采用Matlab/Simulink软件,分别在理想情况及存在参数摄动情况下,对永磁同步电动机采用传统滑模观测器和二阶滑模观测器控制时的转子位置和速度进行估算,结果表明该二阶滑模观测器在没有低通滤波器的情况下即可得到平滑的电动机速度和位置估算曲线,估算误差较传统滑模观测器小,且具有更高的观测精度和更好的鲁棒性。     

基于滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制

本文提出了一种基于滑模变结构控制原理的无位置传感器控制方法。通过分析永磁同步电机的模型,应用滑模变结构控制原理,提出了一种针对永磁同步电机的无位置传感器控制策略。它利用电机中容易测得的定子电流、直流母线电压,通过滑模变结构控制原理来估算转子位置。利用Matlab／Simulink对系统进行了仿真,仿真结果表明,转子位置估算结果基本与实际位置一致。     

基于滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制的研究

简要论述滑模观测器的理论基础,根据PMSM的数学模型,建立基于滑模观测器的PMSM无传感器控制的系统模型。根据滑模观测器原理,通过电机的定子电压和相电流估算出电机的转角和转速。利用MATU姬工具建立无位置传感器的永磁同步电动机调速系统的仿真平台,仿真实验检验滑模观测器法的有效性。在采用DSP2812的伺服控制平台上,验证滑模观测器法的正确性和可行性。实验结果表明滑模观测器法具有良好的动静态性能。     

Initial position estimation strategy for a surface permanent magnet synchronous motor used in hybrid electric vehicles

A novel nonlinear model for surface permanent magnet synchronous motors (SPMSMs) is adopted to estimate the initial rotor position for hybrid electric vehicles (HEVs). Usually, the accuracy of initial rotor position estimation for SPMSMs relies on magnetic saturation. To verify the saturation effect, the transient finite element analysis (FEA) model is presented first. Hybrid injection of a static voltage vector (SVV) superimposed with a high-frequency rotating voltage is proposed. The magnetic polarity is roughly identified with the aid of the saturation evaluation function, based on which an estimation of the position is performed. During this procedure, a special demodulation is suggested to extract signals of iron core saturation and rotor position. A Simulink/MATLAB platform for SPMSMs at standstill is constituted, and the effectiveness of the proposed strategy is verified. The proposed method is also validated by experimental results of an SPMSM drive.