基于电压脉冲注入的对转无刷直流电机转子初始相对位置确定方法

针对无位置传感器控制的无刷直流电机起动时需要确定转子初始位置的问题,结合对转无刷直流电机磁系统转子凸极性的特点,提出一种高精度的转子初始相对位置确定方法,该方法通过向电机电枢绕组注入开关电压矢量,利用相邻三个电压矢量产生的电流响应估计出一个确定的转子位置角.仿真结果验证了该方法的有效性.     

无刷直流电机单相电感检测法无位置传感器控制

提出一种基于检测单相电感的无刷直流电机无位置传感器转子位置检测方法。利用电机凸极效应,通过对电机三相绕组注入固定时长的电压矢量并检测对应单相电流响应的方式检测相电感值,根据电机转子位置与相电感值的关系确定换相点。同时提出一种改进的续流方法,利用电机电感能量维持电机驱动电流,减小无功能量流动,提升电磁转矩驱动能力。与传统电感法相比,该方法只利用一个检测矢量,缩短了检测时间,且检测矢量与驱动矢量相邻,电感能量在续流阶段也持续驱动电机,提高了加速能力。实验结果验证了所提控制方法的有效性与先进性。     

无刷直流电机单相电感检测法无位置传感器控制

提出一种基于检测单相电感的无刷直流电机无位置传感器转子位置检测方法。利用电机凸极效应,通过对电机三相绕组注入固定时长的电压矢量并检测对应单相电流响应的方式检测相电感值,根据电机转子位置与相电感值的关系确定换相点。同时提出一种改进的续流方法,利用电机电感能量维持电机驱动电流,减小无功能量流动,提升电磁转矩驱动能力。与传统电感法相比,该方法只利用一个检测矢量,缩短了检测时间,且检测矢量与驱动矢量相邻,电感能量在续流阶段也持续驱动电机,提高了加速能力。实验结果验证了所提控制方法的有效性与先进性。     

隐极式无刷直流电机转子初始位置估计

转子初始位置的确定是无刷直流电机控制系统无反转、大转矩起动的基础。详细分析了无刷直流电机在施加电压矢量过程中,非导通相端电压的变化趋势和转子初始位置之间的关系,基于定子铁心的饱和效应,提出了一种新的转子初始位置估计方法。该方法向电枢绕组施加3个电压矢量,分别检测各个电压矢量下非导通相端电压的变化趋势,得到转子的初始位置,估计精度为60。该方法无需电流传感器,实现方便,适用于低成本场合。利用STM8S903K3单片机为核心的无刷直流电机控制系统实验平台对所提方法进行验证,结果表明该方法能够有效估计转子初始位置。     

一种SPMSM转子初始位置检测方法

提出了一种表贴式永磁同步电机(SPMSM)的电压矢量注入转子初始位置检测方法.在深入分析电机磁饱和凸极效应的基础上,建立了转子位置与注入电压响应电流的关系.通过综合平衡转子位置检测精度与检测效率,确定了合适的注入电压幅值、作用时长及位置角度步长.实验结果表明该方法能够根据驱动系统对转子初始位置检测的精度要求,准确地获取...     

一种基于电感饱和效应的电流差值检测永磁同步电机转子初始位置的方法

解决无位置传感器永磁同步电机(PMSM)控制系统起动困难的关键在于准确的转子初始位置检测。该文在分析了永磁同步电机绕组磁路饱和度与电感值以及永磁体转子位置与绕组电流的关系的基础上,设计了一种电流差值检测方法,定子三相绕组任意选通两相,另一相悬空,正反方向注入电压脉冲,得到响应电流差值,根据电流差值得到转子初始位置,同时辨识出转子NS极。为了克服注入的电压脉冲在绕组中产生的剩磁影响采样电流准确性的问题,提出了一种抵消剩磁的脉冲注入方式,从而提高转子初始位置检测的准确性。实验结果验证了该方法简单可靠,不受转子凸极结构限制,可同时适用于面贴式和内嵌式永磁同步电机,检测过程保持完全静止,具有很高的工程实用性。     

基于脉振高频信号注入法的PMSM无传感器控制

针对机械位置传感器给永磁同步电动机(PMSM)调速系统带来成本高,可靠性低、不易维护等同题,采用了一种脉振高频电压信号注入法来实现永磁同步电机矢量控制系统的无传感器运行.该方法给电机定子绕组注入脉振高频电压信号.利用电机的凸极性,通过检测含有转子位置信息的定子电流响应来提取出转子位置信号,实现控制系统的无传感器运行.实验结果证明了采用脉振高频电压信号注入法实现永磁同步电机无传感器矢量控制的可行性和有效性.     

一种新颖的永磁同步电机转子初始位置检测方法

当永磁同步电机转子为表贴式且磁路设计饱和程度不明显时,d、q轴电感几乎相等,无法用传统的检测电感的方法来检测转子初始位置。为解决这一问题,提出一种新颖的基于转子微动的方法来检测转子的初始位置。在定子侧给定旋转电压矢量,由此产生的旋转电流矢量会产生脉动转矩。合适的脉动转矩会引起电机的微动,从而影响电机的电流响应。由于脉动的转矩与转子位置相关,因此电流响应中包含电机转子位置的信息。根据电机的数学模型,分析了给定不同频率电压矢量时的电流响应。利用傅里叶分析对电流响应进行计算,可以得到电机的转子位置信息。在搭建的1.25 kW的永磁同步电机实验平台上进行了实验,验证了所提方法的有效性。     

基于转子凸极跟踪的无位置传感器永磁同步电机矢量控制研究

在分析高频电压信号激励下永磁同步电机数学模型的基础上,研究了一种基于凸极跟踪的转子位置自检测方法.文中讨论了高频电压信号的注入方式、提取,包含转子位置信息的高频负序电流的外差解调算法以及转子位置跟踪观测器的构成,并对一台内插式永磁同步电机采用旋转高频电压信号注入方式检测转子空间凸极的信号提取全过程进行了实验研究,成功地实现了该电机的无位置传感器矢量控制运行.实验研究表明,基于凸极跟踪的转子空间位置检测方法能准确地观测出转子的空间位置和速度,以此机理实现的永磁同步电机无传感器矢量控制也具有良好的静、动态运行性能.     

无位置传感器永磁同步电动机控制系统

通过建立永磁同步电动机的数学模型和研究无位置传感器的控制技术，提出了在不同情况下检测电机转子位置方法。利用电机绕组中电压和电流信号，通过高频电流注入法和扩展卡尔曼滤波法对转子初始位置及转子运动时的转子位置进行检测。给出了基于DSP的无位置传感器永磁电机矢量控制系统设计方案。     

无刷直流电机无位置传感器起动控制策略

基于定子铁心饱和原理,提出了一种无位置传感器控制下无刷直流电机转子初始位置复合定位方法,该方法先利用两两导通和三三导通共十二个电压矢量进行转子初始位置30°区间检测,再施加特定的电压矢量对转子进行精确定位,从而得到准确的转子初始位置.然后再利用升压升频软件实现方法起动电机,并在适时切换到无刷直流电机无位置传感器控制正常运行方式.实验结果证实了所提出的理论的正确性.     

新型异步电动机滑模变结构速度观测器的研究

提出了一种新型异步电动机滑模变结构速度观测器,利用定子电流计算值与实际值的偏差来计算电动机的转速.该观测器由转子磁链观测、定子电流计算和滑模控制器3部分组成,其中转子磁链观测部分采用改进的电压模型,有效解决了传统电压模型固有的直流偏置误差和初始值积分误差问题,实现磁链的准确观测.最后,结合异步电动机无速度传感器的矢量控...     

凸极式永磁无刷直流电机直接转矩控制研究

提出并分析研究了一种凸极式永磁无刷直流电机定子磁链幅值不控型直接转矩控制策略。结合凸极式永磁无刷直流电机及其两相导通工作特点,全面建立起两相导通时电压矢量对电磁转矩控制理论。采用转矩单环控制,根据转矩滞环比较输出和定子磁链位置给出所施加的电压矢量,实现转矩的快速控制。推导出两相静止坐标系下电磁转矩计算模型,并针对实际无刷电机转子反电势既非理想梯形波,又非正弦波的情况,提出采用查表方式获得转矩观测所必需的转子反电势和转子磁链方法。实验结果表明,所提控制方案具有快速的动态响应和良好的稳态性能。     

基于改进的脉冲电压注入永磁同步电机转子初始位置检测方法

由于永磁同步电机存在凸极性,定子电感随气隙磁场饱和程度的不同而变化,电感值中包含了转子位置信息。根据这个原理,研究了通过注入脉冲电压矢量来检测永磁同步电机转子初始位置的方法,分析了不同位置的电压矢量对电感饱和程度的影响,以及对转子位置估测精度的影响,得出了能获得最佳估测精度的优化电压矢量,并提出了改进的五电压矢量注入方式。根据转子所在区域选择优化的电压矢量进行二次计算,进一步提高了转子位置估算的精度。实验结果表明,该方法能够可靠而有效的检测出永磁同步电机的转子初始位置,而且实施简单、估测精度高。     

Compensation for parameter variation of induction motor improved torque control characteristics in low- and high-speed regions

In the vector control system using the slip frequency control method, the rotor resistance of an induction motor is used to calculate a slip frequency. Thus the change in temperature of the rotor resistance causes the deterioration of the torque control characteristic. This paper presents a new method of compensating for the rotor resistance change which is robust for the stator resistance change. A current control loop is composed of the λ-δ axes in which the λ axis is coincident to the stator current. In this method, the stator voltage error on the δ axis which is directly obtainable from this current control loop was used. The change in the stator voltage was able to be detected accurately, therefore the torque control accuracy was improved, particularly in the low-speed region. The experimental results of the current response and the compensation for the rotor resistance deviation also are shown. Moreover, although the mutual inductance has been treated as an invariable value, the value does change by a frequency and an exciting command. In this control method, an initial tuning of the equivalent mutual inductance was achieved by detecting the deviation component of the stator voltage on the δ axis at the no-load running condition. Furthermore, in the region with the constant power where the field weakening control was achieved, the excellent experimental results of the compensation for the deviation of the equivalent mutual inductance are shown.     

直接转矩控制永磁同步发电机相位自校正型定子磁链观测器

直接转矩控制永磁同步发电具有电磁转矩和直流电压输出动态响应快等优点,但这些优点的实现需要准确的定子磁链。实际发电机参数在一定范围内随工作点变化而变化,这就要求定子磁链观测器对这些参数变化具有很强的鲁棒抑制特性。该文提出一种新型定子磁链观测器,该观测器借助有效磁链概念计算出转子磁极位置角观测值,基于此将定子磁链电压模型和电流模型联系起来,无需转子速度信息;为了进一步降低观测的定子磁链相位误差,将观测的定子电流矢量与实际定子电流矢量乘积结果送给PI调节器,利用PI输出值对转子位置角观测值进行校正。实验结果表明,采用该文提出的定子磁链观测器在无需转子速度及参数辨识情况下,对电机参数变化及模拟量采样误差具有很强的鲁棒抑制特性,可以获得准确的磁链观测值,实现电磁转矩和直流发电电压的快速而平稳控制。     

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.     

不同PWM控制策略无刷直流电机转子位置统一检测方法

无位置传感器无刷直流电机不同的PWM调制策略,需要采用不同的方法检测转子位置,这给实际生产带来了很大不便.针对这一问题,本文提出一种通过检测无刷直流电机线电压差的过零点来检测转子位置信号的统一方法.理论分析和实验结果证明,该方法不受PWM调制技术的影响,在很宽的速度范围内都能准确地检测到转子位置信号.