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...     

永磁同步电机转子初始位置检测方法

针对永磁同步电机转子初始位置检测已有方法存在的电机"抖动"、对电机参数依赖性强、高频电流信号数学处理算法复杂等问题,提出一种基于高频电压信号注入法的永磁同步电机转子初始位置检测方法。该方法通过对三相高频电压信号的电流响应进行低通滤波,比较三相电流响应幅值的大小关系,依据转子位置角θ对三相高频电流响应信号幅值的调制规律,得到电机转子初始位置信息,最后利用电机磁路饱和效应区分电机转子NS极性。理论分析及实验表明,该方法能准确检测出电机转子初始位置信息,电机转子不会发生"抖动",检测方法对电机参数依赖性低,电流处理算法简单,不需要额外增加硬件电路,检测误差较小,可满足永磁同步电机的平稳起动要求。     

永磁同步电机转子初始位置检测方法

永磁同步电机(PMSM)转子初始位置的准确预测,对电机启动过程的控制有着重要的影响,而在无传感器下精准辨识转子初始位置对电机控制有着诸多好处。提出了一种基于脉冲电压矢量法的高精度永磁同步电机初始位置预测方法。该方法在分析了永磁同步电机转子位置对磁路饱和程度影响的基础上,通过在电机任意两相中加入正反向脉冲电压,测量无电流相的感应电压,获得感应电压幅值与转子位置的关系。利用测试数据训练神经网络来拟合这种关系,构成转子初始位置估算装置。通过仿真实验表明,这种方法可以克服采用电机集中参数模型所带来的各种误差,具有极高的预测准确性。     

转子磁钢表贴式永磁同步电机转子初始位置检测

针对转子磁钢表贴式永磁同步电机(surface mounted permanent magnet synchronous motor,SPMSM),提出一种无位置传感器转子初始位置检测方法,有效地改善了传统方法中存在的算法执行时间长、实施复杂等缺点.该方法分2步实现,在估算的同步旋转坐标系中注入高频正弦电压信号,通过闭环调节得出转子位置初次估算值;再利用不同磁极下直轴等效电路时间常数不同的特性,判断出d轴正方向,结合初次估算值,从而得到正确的初始位置信息.运用dSPACE 实时仿真系统进行了转子任意初始角度的实验验证.结果表明,所提方法能够快速、准确地检测出SPMSM的初始位置.     

永磁同步电机转子初始位置的检测方法

针对永磁同步电机初始位置检测已有方法依赖电机参数,电流相位提取算法复杂,并在检测过程中会造成转子发生转动等问题,提出一种基于高频电压信号注入检测电机初始位置的方法.该方法通过对高频电压响应的电流进行解调、滤波和最小二乘拟合处理后,再计算出正弦化响应电流最大值时的相位,便得到获取转子初始位置信息,最后利用磁路饱和凸极效应,判定永磁体的极性.仿真及实验结果表明,该方法能准确检测出转子初始位置,不会使转子发生移动,也不需要知道电机的参数,硬件结构简单.位置检测的平均误差为3.33°,可满足永磁同步电机的平稳启动需求.     

永磁同步电机转子初始位置检测

详细说明使用带U、V、W相的复合式光电编码器检测永磁同步电机磁极初始位置的原理和步骤。     

基于饱和效应的面贴式永磁同步电动机转子初始位置检测

分析了一种简单有效的永磁同步电动机转子初始位置检测方法.该方法通过对电机定子绕组施加特定的电压信号,利用电机的饱和凸极效应,使绕组电流随位置旱现不同的幅值,从而准确估算出电机转子的初始位置.为了消除估算时电机转动的影响,采用正负脉冲电压交替施加的方式,同时这种方式也提高了检测速度.给出了顺序法和二分法两种实现方法,并对这两种实现方法进行了对比.利用MATLAB建立了具有饱和特性的永磁同步电动机模型,仿真结果证明了该方法的有效性和可行性.     

表面式永磁同步电机初始转子位置估计技术

针对表面安装式永磁同步电机,给出了电机解耦模型,分析了电枢绕组的电感饱和效应,提出了一种判断初始转子位置的综合性方法。该方法中给电枢绕组施加电压空间矢量,将各矢量下对应的电流变换为等效直流电流并通过判断其大小,确定出转子初始位置角度;在此基础之上,给电机定子绕组施加等宽电压脉冲,通过比较各绕组电流的变化率,得到转子磁极指向区域;在电压空间矢量方法下判断得到的转子位置角度如果位于磁极指向区域内,表明判断结果正确。给出了该方法的原理介绍以及实施策略。以DSP控制的永磁同步电机系统为试验平台,对所提出的方法进行了试验验证及试验结果分析,结果表明,该方法能够可靠而有效的估计初始转子位置。     

内置式永磁同步电机转子初始位置估计方法

针对无位置传感器永磁同步电机控制系统起动运行困难的问题,提出一种基于混合信号注入的内置式永磁同步电机改进转子磁极初始位置估计方法.采用注入高频旋转电压信号的方法检测磁极位置,设计一种通过PI跟踪观测器对所构建磁极位置误差信号进行控制的方案,当误差调节至零时将获得磁极位置初判值,降低了算法的复杂性.以磁极位置初判值为矢量角,往定子绕组注入2个方向相反的脉冲电压矢量,通过比较直轴电流大小可以简单、有效地判断出磁极极性,实现对位置初判值进行校正,从而获得转子初始位置估计值.应用所提出的估计方法对一台22kW内置式永磁同步电机进行实验,得到转子位置电角度平均估计误差为4.6°.     

内置式永磁同步电机转子初始位置检测方法

针对无位置传感器内置式永磁同步电机的转子初始位置检测问题,提出一种基于旋转高频电压注入法和恒定磁场定位法的永磁同步电机转子初始位置检测方法。基于凸极跟踪的原理,通过注入旋转高频电压信号的方法获得估计转子位置,在此基础上,采用恒定磁场定位法对估计转子位置的磁极极性进行判断,实现对估计转子位置的极性校正,并且补偿估计转子位置的偏移误差,从而得到转子初始位置。在实验平台上进行了实验验证,实验结果表明文中提出的方法能够快速且准确地检测出转子初始位置,实现永磁同步电机无位置传感器可靠起动。     

Initial rotor position estimation of interior permanent magnet synchronous motor using optimal voltage vector

The initial rotor position estimation is a serious problem affecting sensorless drives of permanent magnet synchronous motors. This paper presents an estimation method of initial rotor position for interior permanent magnet synchronous motors. The principle of the estimation is based on the nonlinear magnetization characteristics of the stator core caused by the magnet of the rotor. The estimation is performed using the variation of the current response caused by the magnetic saturation when the voltage vector is applied to the motor. This method can be performed without motor parameters and any additional hardware. Decision method of the optimal voltage vector applied to the motor is also proposed to accurately implement the estimation. Experimental results show that the initial rotor position can be estimated without rotating the rotor by using the optimal voltage vector. It is found that the average of the estimation error is ±1.34 electrical degrees, and the estimation is completed within 15.2 ms in the test motor. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 156(4): 69–76, 2006; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20062     

A novel magnet polarity identification method for initial position estimation for sensorless IPMSM drive

This paper proposes a novel magnet polarity identification method for initial position estimation during startup for interior permanent magnet synchronous machine (IPMSM) drives. The rotor's initial position estimation is based on magnetic saliency and employs high‐frequency (HF) components of the voltage and current that are excited by the multi space‐vector pulse‐width modulation (MSVPWM) pattern. However, there is a common trouble in the estimation methods based on the magnetic saliency: it is necessary to identify the magnet polarity in order to distinguish the north and south poles since the estimated position angle is a periodic function with π radians. In this paper, a novel inductance estimation method is presented and the magnet polarity is uniquely identified by the relationship between the estimated inductance and the magnetic saturation effect. Experimental results confirm the advantages of the proposed method: it is reliable, accurate, and convenient, and can be done in real time. © 2014 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

Sensorless IPMSM position estimation based on multi SVPWM with elimination of inverter nonlinear effects

This paper presents a position‐sensorless interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM) control system at low and zero speed based on a multi‐space‐vector pulse‐width modulation (MSVPWM) pattern with the elimination of nonlinear inverter effects. In conventional sensorless methods based on the MSVPWM pattern, the high‐frequency (HF) components of voltage and current are used to estimate the rotor position information. However, the inverter nonlinear effects, such as forward voltage drops and deadtime, distort the HF components of the voltage and current so that an error occurs in the position estimation. Therefore, an improved position estimation scheme is developed in this paper. The compensated HF components of the voltage taking account of the inverter nonlinear effects can be used to decrease the estimation error. The proposed method can be implemented without increasing any hardware cost. Experimental results confirm the effectiveness of the proposed method. © 2014 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

改进的永磁同步电机转子初始位置检测方法

为了解决新型无位置传感器永磁同步电机的起动问题,提出了一种在电机静止状态下检测转子位置的新方法.该方法在算法上改进了传统的旋转高频电压注入法,使得可以更为快速、准确的检测出转子初始d轴位置.并且针对传统旋转高频电压注入法无法检测出转子永磁体极性问题,在d-q旋转坐标系下,通过分析永磁同步电机d轴磁链和定子电流之间的关系,利用d轴电流的泰勒级数展开,提出了根据定子铁芯非线性磁化特性获得判别N/S极极性信息的新方案,并建立了系统仿真模型.仿真结果验证了这种方法的有效性和可行性.此方法同样适用于永磁同步电机在中、低速时的转子位置检测.     

永磁同步电机初始磁极位置检测方法

根据永磁同步电机相电感的饱和效应,提出了一种恒压源作用下的相电流响应来获得电机初始磁极位置的检测方法,并针对制动器打开瞬间容易出现因磁极位置不准而造成无法定位的问题,对位能性负载提出了一种基于位置环的快速定位法。该方法根据电机实际转动的角度来反向移动给定电流矢量,实现快速定位。最后通过计算不同幅值电流矢量二次定位转过的角度来获得精确的磁极位置。所提方法能够准确获得电机初始磁极位置,可适用于不同类型的永磁电机。实验证明:该控制方法结构简单,易于数字控制实现,同时具有较强的通用性和鲁棒性。     

改进的面贴式永磁同步电机转子初始位置检测

针对基于常规的高频注入法在检测永磁同步电机(PMSM)转子初始位置时,存在位置估算结果可能反向的问题,根据定子铁心的非线性磁化特性,提出了一种转子永磁体N/S极极性判定和转子初始位置检测的方法.通过对高频电流负序分量的分析,提取转子凸极位置信息,并利用旋转电流矢量幅值变化的情况,完成转子永磁体N/S极极性判定,解决了常规高频注入法存在的问题,准确检测出转子的初始位置.通过对一台面贴式PMSM的转子初始位置检测实验,验证了该方法的有效性.     

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。