基于线性霍尔误差补偿的高速永磁同步电机转子位置检测技术

针对采用线性霍尔元件检测高速永磁同步电机转子位置时,存在多种非理想因素造成的误差进行分析,并提出了相应的误差补偿方法.当两路霍尔信号幅值不相等、相位非正交时,检测的转子位置信号中存在二倍基频的误差分量,对此提出一种基于坐标变换的位置误差补偿方法,即构造坐标变换以提取出霍尔信号中的正序分量,根据其正序分量解算出转子位置;...     

PMSM转子位置复合检测与编码器校正方法

为实现永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)的平稳起动,同时保证电机工作过程中的转子位置检测精度,提出一种PMSM转子位置复合检测和编码器校正方法。在分析正余弦型复合编码器绝对和增量两种工作模式的基础上,首先给出PMSM转子位置的复合检测方法,导出编码器的单向校正方法,并分析其校正误差。根据编码器单向校正误差的对称性,提出编码器的正、反转双向校正方法。结果表明,编码器参考零点标记信号位置校正值与实际相吻合,提出的方法可以保证电机的平稳起动和转子位置检测的精度,并且提出的校正方法同时适用于电机空载和带载的情况。     

基于霍尔元件的永磁同步电机转子位置辨析

提出了一种改进的基于霍尔元件的永磁同步电机转子位置估计方法。利用牛顿插值法对霍尔元件提供的离散位置点进行曲线拟合,对位置信息进行预测、插值,从而估算出电机转子的实时位置信息。改进后的方法可以消除转子位置估算的阶跃现象,提供稳定可靠的转子位置信息,提高了闭环系统的稳定性。在Plecs仿真平台中对该算法进行了仿真验证,与传统转子位置估算方法进行了对比,仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于开关型霍尔传感器的PMSM转子位置估计方法研究

为了降低永磁同步电机PMSM（permanent magnet synchronous motor）控制系统的成本并获得高分辨率的转速和转子位置信息,设计了一种采用开关型霍尔位置传感器来获取PMSM转速与转子位置的新型估计法。当电机运行时,通过电流补偿的一阶算法得到一组转速和转子位置数据;同时,将霍尔传感器输出的三相霍尔信号经过坐标变换和低通滤波器,得到含转子位置信息的霍尔矢量基波分量,利用正交锁相环OPLL（orthogonal phase-locked loop）提取出另一组转速和转子位置数据。然后,对两组数据采用加权平均处理的方法得到最终的估计转速和转子位置。仿真与实验结果表明,采用该方法减小了传统一阶算法估计结果的滞后性,提高了转速和转子位置估计精度。     

永磁同步电机用线性霍尔位置检测的误差补偿

针对基于线性霍尔传感器的高速永磁同步电机转子位置信号易受高次谐波干扰的问题,提出了硬件和软件上的补偿方法。根据线性霍尔传感器的转子位置解算原理,详细分析了永磁体磁钢充磁的不均匀、定转子间气隙温度的变化、霍尔器件的安装误差以及逆变器高频开关噪声等因素给转子位置检测带来的各种不利影响,在硬件上采取了相应的补偿措施,在软件上用正交锁相环(PLL)来消除霍尔位置信号中高次谐波的干扰,并给出了一种无需知道霍尔器件安装位置的转子角位置计算方法。在100 kW高速永磁同步电机上进行了实验,实验结果表明,正交PLL能有效抑制霍尔信号中的高次谐波分量,也验证了采用该方法能有效地估算出永磁同步电机高速旋转转子的角位置。     

无位置传感器无刷直流电机转子位置检测误差分析及其补偿

分析了无位置传感器无刷直流电机控制中采用反电势法检测转子位置产生误差的原因，并提出了补偿转子检测误差的方法。     

高频注入电压预估同步电机转子位置检测方法

为了实现电励磁同步电机无位置传感器控制,提出基于高频注入电流的同步电机转子位置检测方法。通过注入高频励磁电流,采集耦合在定子上具有转子位置信息的高频电压信号,经过滤波及坐标变换提取有效信息,采用锁相环(phase-locked loop,PLL)算法最终锁定转子位置。针对晶闸管系统换相时刻因定子端电压畸变严重难以有效提取高频信号的问题,提出基于电压预估的转子位置检测方法。在换相时采用预估电压作为锁相环的给定,克服定子电压畸变对锁相环路工作的干扰,提高转子位置检测的精度,并增加锁相环工作的稳定性。仿真和实验结果验证了算法的有效性。     

无位置传感器的开关磁阻电机转子位置检测技术

转子位置检测是开关磁阻电机调速系统的重要环节,直接位置检测技术能够提供稳定的转子位置信号,但需要增加附加的机械结构,从而限制了开关磁阻电机的应用范围.目前,无位置传感器检测技术是开关磁阻电机研究领域的热点之一.全面介绍了国内外开关磁阻电机无位置传感器检测技术的研究现状,详细阐述了每一典型检测方法的原理,对其优缺点及适用范围进行了详细讨论与客观评述,并展望了其发展趋势.对新型无位置传感器检测技术的研究具有重要的参考价值.     

准无位置传感器永磁同步电动机驱动系统中霍尔传感器位置检测误差的分析及解决方案

结合一套只采用2个低成本霍尔传感器的永磁同步电动机驱动系统，文中分析了准无位置传感器方案中的位置检测误差，给出了误差的补偿方法。为充分抑制位置检测误差，采用了一种基于3D有限元分析的方法，评价并实际确定了永磁同步电动机中霍尔传感器的安装位置。最后通过实验证实了相关的3D有限元分析结果。     

开关磁阻电机霍尔位置信号的故障诊断方法

开关磁阻电机(SRM)驱动系统的可靠运行,需要位置传感器提供可靠的位置信号。因此针对霍尔位置传感器时常故障影响电机正常工作的问题,研究一种有效的位置信号诊断方法对于提高系统工作可靠性是有重要意义的。本文提出了一种时间阈值与状态预测相结合的故障诊断方法。首先分析了位置传感器故障的类型和发生位置;其次对所提出的基于时间阈值结合状态预测的方法作了理论分析,该方法将3个位置信号组合的实际状态值与预测状态值作实时比对,结合状态值转换时间进行阈值约束从而检测出各种故障并达到快速准确的效果;最后,为了验证所提方法的有效性,以三相12/8结构电机作为研究对象,对该方法进行了实验验证。实验结果证明了该方法在故障检测中的可行性和有效性。另外,该方法无需复杂的计算和额外硬件即可实现,可推广到无刷直流电机(BLDC)等驱动系统使用。     

用扩展卡尔曼滤波器估计无刷直流电机转子位置和转速

无位置传感器控制方案是目前无刷直流电机控制的研究热点。论文给出了一种利用扩展卡尔曼滤波器（EKF）估计无刷直流电机转子位置和转速的方法，该方法仅需三相定子相电流即可实现对电机转子状态的估计，计算量小，成本低。针对提出的控制策略，文章在Matlab／Simulink下进行了仿真。仿真结果进一步说明所提出的控制策略的有效性。     

圆筒型永磁直线同步电机用线性霍尔位置检测的误差补偿

分析了圆筒型永磁直线同步电机采用线性霍尔传感器进行位置检测时存在的误差,并提出了一种离线标定和在线Kalman滤波相结合的误差补偿方法。霍尔传感器信号的误差形式包括存在直流偏置、两路信号幅值不相等和信号中含有谐波等。前两种误差形式分别会在位置检测结果中产生基频和2倍基频误差,对此通过离线标定的方式获得两路信号的直流偏置和幅值比,并补偿到原始信号中。霍尔信号中的谐波由气隙磁场畸变引起,利用有限元仿真分析了磁场中的谐波含量,分析表明磁场畸变会导致位置检测产生4倍基频误差,对此采用在线Kalman滤波提取霍尔信号中的基波分量,消除了谐波分量的影响。实验结果表明,补偿后的位置检测误差减小了81%,从而验证了该补偿方法的有效性。     

无刷直流电机转子位置估计误差分析及补偿

基于开环观测模型的磁链函数转子位置检测方法实现简单,可拓宽无刷直流电机(BLDCM)无位置传感器控制系统低速检测范围,但电机参数变化和测量误差会引起转子位置估计误差。因此,对转子位置估计误差进行了深入分析,采用离线标定、在线查表的位置误差补偿方法减小位置估计偏差,拓宽低速检测范围,并进行了试验验证。该误差补偿方案可解决电流、电压传感器检测误差及电阻电感参数测量误差对位置估计的影响,并且易于实现。     

基于霍尔位置传感器的PMSM转速观测器状态估算误差抑制方法

霍尔位置传感器成本低,同时能够提供相对精确的位置信息,但其存在位置信息分辨率低、转速测算连续性差及滞后严重等缺点。龙伯格全阶转速观测器是一种闭环调节器,有效地利用了电机系统模型,能够为矢量控制提供较好的转速和角度反馈信号。但在数字控制系统的应用中,受霍尔信号采样周期远大于控制周期的影响,常规观测器的参数和结构设计方法在实际应用中仍无法得到理想的观测结果。该文在分析转速观测器在实际应用中存在问题的基础上,通过结合降阶观测器和多采样理论,提出了一种可有效从低分辨率霍尔位置信号中估算转速、转角的方法。多采样降阶观测器在最大程度上利用了霍尔信号的真实信息,在每个数字控制周期内都能产生转速和转角的估计值,具有理想的估算效果。通过仿真和实验验证了所提方法的有效性,控制效果能够很好地满足中低端伺服应用需求。     

无刷直流电机转子位置冗余检测方法研究

转子位置检测是影响无刷直流电机可靠性的关键因素之一。根据无刷电机转子位置传感器的冗余配置准则,提出一种基于霍尔元件和旋转变压器的非相似余度检测方案。详细分析了这两类传感器的输出与无刷电机的最佳换相逻辑关系,通过对传感器工作特点的讨论分别给出各传感器的故障判别准则,并基于传感器输出信息设计了"角度互检控+电平比对"的两级容错管理策略,最后通过可靠性建模与预测得到系统的可靠度达0.996 9,比由两组霍尔元件构成的相似余度可靠度高31.47%。实验结果证明了余度方案及其容错策略的有效性。     

基于探测线圈永磁电机转子位置估计

针对无位置传感器中存在的受电机结构和参数影响大的问题,本文提出通过探测线圈感应电压来获取永磁电机气隙磁场转子位置的方法,有不受电机结构参数影响的优点,通用性好,在永磁电机无位置传感器控制领域应用前景良好。通过在永磁电机内部的定子齿槽上布置两套正交的探测线圈以感应气隙磁场中的基波电压,研究布置方案和探测线圈电压幅值与相位之间的关系,提出探测线圈优化布置方案,并采用基于锁相环的位置解调方法。采用一台表贴式六相永磁电机进行仿真,结果表明所提探测线圈布置方案可提升感应电势基波的信噪比,较好的抑制三次谐波,位置估计稳态误差为1.44°,具有较好的跟踪性能。     

一种永磁无刷直线直流电动机动子定位测速方法

位置检测精度对永磁无刷直线直流电动机的运行性能有重要影响。实验中发现由霍尔传感器产生的换相距离并不一致，且受其他因素的干扰。因此提出了一种无刷直线直流电动机动子位置检测的方法，采用霍尔元件和光电开关管相结合的方式，提高了定位和测速精度，增加了硬件冗余，提高了可靠性。实验证明，该方法原理简单，灵活实用。     

交流永磁伺服电机转子初始位置估算方法

交流永磁伺服电机在运转之前,转子的初始位置是未知的,而在矢量控制中必须确定转子的初始位置才能进行有效的控制.简单的注入直流量强行吸合转子的方法在工业现场有严重的缺陷,提出一种转子初始位置估算方法,初始化过程中保持转子位置基本不变,通过二次回归算法精确计算其角度,在基于TMS320LF2407A的数字平台上得到了实现.     

PMSM转子初始位置检测方法的研究与应用

为确保永磁同步电动机高性能调速系统所要求的高转矩、无反转启动特性,结合变频控制器的控制性能,提出了一套转子初始位置检测的实用方案.依据永磁同步电动机的凸极效应及铁心磁饱和特性,采用SVPWM调制方式,通过向电机施加不同方向的等幅电压矢量、检测和比较定子电流响应变化速率,实现转子初始位置的检测.实验结果验证了该方案的有效性和可行性,可作为一个功能模块在永磁同步电动机调速控制器产品中得到应用.