无刷直流电动机的选用(Ⅰ)

从本期起，我刊分期介绍由叶金虎教授撰写的无刷直流电动机基本原理和计算方法。从无刷直流电动机和驱动系统的基本方程式出发，通过实例介绍无刷直流电动机估算和选用的方法；同时也可供无刷直流电动机的设计人员参考，以便合理地设计无刷直流电动机，更好地满足用户和市场的需求。     

基于dsPIC30F5015的无位置传感器无刷直流电动机控制系统研究

在全面分析研究了无位置传感器无刷直流电动机运行方式的基础上，阐述了无刷直流电动机的控制原理以及反电势过零检测、控制系统的硬件及软件实现方法，并且为了在较宽的范围内提高无刷直流电动机的调速性能，系统采用高性能dsPIC30F5015数字信号控制器作为微控制器，实现数字转速闭环控制。     

采用dsPIC30F6010的无刷直流电动机控制系统设计

在全面分析研究了无位置传感器无刷直流电动机运行方式的基础上，阐述了无刷直流电动机的控制原理以及反电势过零检测、控制系统的硬件及软件实现方法，并且为了在较宽的范围内提高无刷直流电动机的调速性能，系统采用高性能dsPIC30F6010数字信号控制器作为微控制器，实现数字转速开环控制。     

基于DSP的无位置传感器无刷直流电动机调速系统

文章主要研究了如何利用DSP芯片实现无刷直流电动机无位置传感器调速系统 ,引入一种基于电动机三相绕组端电压变化规律的电机电流换相理论 ,使直流无刷电动机无位置传感器控制策略由传统的反电势过零点法进入一个新阶段 ,并且大大提高了系统的控制精度     

无刷直流电动机的无位置传感器控制

无刷直流电动机的机械位置传感器影响着整个系统的可靠性、成本和体积，甚至在某些场合根本无法安装，因此无刷直流电动机的无机械传感器转子位置检测成为近年来学术界的研究热点。分析了目前国内外文献中所介绍的无位置传感器无刷直流电动控制技术中十种位置检测方法的原理、特点和适用范围，并针对起动方法，控制芯片及其在实际中的应用等相关技术的发展作了现状分析和展望，这些技术的发展可使无刷直流电动机无位置传感器控制系统获得更好的性能。     

航行器操舵系统的无刷直流电动机设计

介绍了航行器操舵系统的无刷直流电动机结构，对无刷直流电动机设计进行了详细的分析和计算，给出了试验结果。试验结果表明，该无刷直流电动机的性能优良，完全满足航行器操舵系统的要求。     

电动车驱动用无刷直流电动机系统的设计

提出了和中电动驱动用无刷直流电动机，驱动器，控制器的设计，阐述了电动车驱动无刷直流电动机系统的国内外的发展。     

基于DSP的永磁无刷直流电动机速度控制

针对常见有刷直流电动机的一些缺陷,提出了基于DSP来实现永磁无刷直流电动机速度控制的一种方案。介绍了当前无刷直流电动机控制的发展趋势和常见的新型控制方法,最后采用端电压过零检测法和预定位起动方法,实现了基于TM S320LF 2407的无位置传感器永磁无刷直流电机的速度控制。     

基于换相过程分析的无刷直流电动机机械特性的研究

通过对三相星型六状态工作模式下无刷直流电动机的换相过程进行分析，列出换相过程的微分方程，推导了相绕组导通期间平均电流的解析表达式，并利用该解析表达式，借助Manab进行仿真计算，深入研究了无刷直流电动机的机械特性。通过与实验数据的对比，验证了该分析计算方法的正确性。指出无刷直流电动机机械特性的计算不能直接套用有刷直流电机的计算方法，是因为绕组电感不能忽略，进而揭示了绕组电感也是影响电压源型直流电源供电的无刷直流电动机机械特性的主要因素，并总结了其影响的规律性，为无刷直流电动机机械特性的改善提供了方法和依据。     

基于PWM控制的无刷直流电动机设计分析

针对常规无刷直流电动机设计方法存在的不足,通过对工作在PWM控制模式时无刷直流电动机电流的分析计算,区分了母线电流和电枢相电流的不同,指出无刷直流电动机的设计应主要依据电枢相电流,并提出一种PWM控制方式下无刷直流电动机设计的方法。样机实验结果表明,该方法显著提高了无刷直流电动机设计的准确性,验证了该方法的有效性和可行性。     

Position sensorless control for ultrasonic motors based on input voltage information

This paper presents a method of position sensorless control of ultrasonic motors (USM). The position sensorless control method is useful for reducing the cost and size of drive system. The position estimation method is based on the input voltage information of the ultrasonic motor. The characteristic of input voltage versus rotor position is expressed by a quadratic function which is used to estimate a rotor position based on input voltage information. This estimation method, which uses only the drive voltage of the ultrasonic motor, is a very simple algorithm and shows good estimation ability. The parameters of the quadratic function are adjusted by using the recursive least squares method and are obtained on‐line. Since it can correspond to parameter change, the estimated rotor position shows good agreement with the measured rotor position against load torque and motor temperature changes. Sensorless position control is achieved by using the estimated rotor position instead of the measured rotor position. The validity of the proposed method is confirmed by experimental results. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 163(1): 57–64, 2008; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20626     

基于线电压差转子位置检测法的无刷电动机控制器的设计

线电压差法是PWM-ON-PWM调制方式控制下的无刷电机转子位置检测的一种新方法,本文采用PWM-ON-PWM调制方式设计了无刷电机的DSP无传感器控制系统,证明了线电压差法位置检测技术在宽速度范围内,特别是低速时能准确地检测到转子的位置并且减小转矩脉动.     

一种新型的无位置传感器无刷直流电机转子位置检测方法

设计适应油井高温环境的无刷直流电动机驱动系统是一项重要的研究课题.本文介绍了一种新型的无位置传感器无刷直流电机转子位置检测方法.设计了通过定子绕组的三相端电压提取反电势的基波信号的新型电路,研究了一种与电机转速无关的固定相位滞后的开关电容低通滤波器,在电机转速变化的情况下,相位滞后90°电角度不变,得到无需相位补偿的转子位置信号,实现了无位置传感器无刷直流电机驱动系统的全硬件设计并成功地应用于油田测井高温、高速无刷直流电机系统,实验证明该方法是简单可行的.     

基于MRAS的永磁同步电机无速度传感器控制

传统的永磁同步电机矢量控制需要实时获取转子的位置信息,常用的转子位置传感器存在增加系统体积、成本高、易受干扰等问题,且难以在恶劣的外部环境下正常运行.文中基于永磁同步电机的数学模型和转子磁场定向的矢量控制方法,对目前的无速度传感器技术进行了深入研究,提出了一种在同步旋转坐标系下的模型参考自适应系统(MRAS)来估计转子位置的方法.该方法以含有转子位置参数的永磁同步电机定子电压方程为可调模型,以永磁同步电机本身作为参考模型,以超稳定性与正性动态理论为基础设计了自适应率.同时利用稳态定子电压方程对dq轴电压进行前馈解耦,改善了由于dq轴电流两个分量间存在的交叉反馈关系导致的系统收敛性较差的问题.最后对所提出的新型MARS无速度传感器控制进行了仿真分析,并利用基于模型设计(MBD)的方法直接在Simulink中生成DSP的核心算法代码进行实验验证.结果 表明,该方法能够较好地估计转子位置,可以代替位置传感器.     

零速和低速下永磁同步电机转子位置估测方法

基于转子凸极追踪的思想。在永磁同步电机定子绕组注入高频电压，对提取的电流进行坐标变换，获得转子位置信息。将该信息送入特别设计的转子位置估测器中，可以得到转子的精确位置。设计转子他置估测器的结构和算法，对其进行仿真研究，仿真结果证明了该方法的正确性。     

零速和低速下永磁同步电机转子位置估测方法

基于转子凸极追踪的思想,在永磁同步电机定子绕组注入高频电压,对提取的电流进行坐标变换,获得转子位置信息。将该信息送入特别设计的转子位置估测器中,可以得到转子的精确位置。设计转子位置估测器的结构和算法,对其进行仿真研究,仿真结果证明了该方法的正确性。     

Sensorless initial rotor position estimation of surface permanent-magnet synchronous motor

This paper presents a method of estimating the initial rotor position of a surface permanent-magnet synchronous motor without a position sensor. The estimation is performed by using the nonlinear magnetization characteristics of the stator core caused by the magnet of the rotor. This method is based on the principle that the d-axis current value for the voltage vector applied to the motor under some conditions increases as the voltage vector generated from the inverter approaches the N pole of the rotor. During the estimation process, the rotor is practically at standstill. The experimental results show that the average of the estimation error is /spl plusmn/3.8 electrical degrees.     

卡尔曼滤波用于低速下PMSM检测转子位置

将卡尔曼滤波理论和高频信号注入法结合起来,利用高频信号注入法检测电机凸极效应跟踪转子位置,设计卡尔曼位置观测器,消除系统噪声和测量噪声的影响,来准确观测低速及零速情况下无位置传感器永磁同步电机的转子位置。通过仿真验证表明,在有系统噪声和测量噪声的情况下,基于卡尔曼位置观测器的脉动高频信号注入法能够有效去除干扰噪声,精确地跟踪转子位置。     

一种改进的PMSM转子初始位置检测方法

提出了一种改进的永磁同步电机转子初始位置检测方法。首先向永磁同步电机中注入两次线性无关的高频电压矢量得到两次电流响应,计算得到电感矩阵,通过电感间的关系提取转子位置信息,最后通过极性判断确定转子实际位置。该方法较传统的高频电压注入法有精度高、结构简单等优点。仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于目标状态方程的非线性预测励磁控制器的设计

提出了一种新的非线性系统控制设计方法：定义系统的状态变量与其参考轨迹之间的偏差为目标状态方程,并以此状态方程为基础,运用预测控制理论,针对单机无穷大系统进行非线性预测控制设计,得到了一种以机端电压、有功功率和角速度为反馈变量的非线性预测励磁控制规律.该控制规律包含了跟踪误差的未来信息,以便提高跟踪速度和改善控制效果.仿真结果表明：该方法不仅能有效地解决发电机机端电压静态偏移问题,而且能很好地镇定发电机的机械振荡,比以功角偏差为输出函数和以机端电压偏差为输出函数的非线性微分几何控制法更有效、更易于实现.