基于自适应零电压矢量双脉冲法的永磁同步电机带速重投策略

在某些特殊应用场合，永磁同步电机运行过程中可能发生断电，需要其在旋转状态下重新启动，即带速重投，准确的初始位置/转速观测是带速重投的基础。针对传统零电压矢量脉冲法在高转速下初始位置/转速观测时脉冲宽度和脉冲间隔无法自动调节的问题，研究零电压矢量脉宽和脉冲间隔自适应调节策略。通过比较实时监测的短路电流矢量幅值与所设置的临界值，进行零电压矢量脉冲宽度自适应调节；根据零电压矢量单脉冲法的转速预估结果，实现脉冲间隔自适应调节。实验结果表明，所研究的自适应零电压矢量双脉冲法能够针对不同的初始转速自适应确定合适的脉宽和脉冲间隔，有利于提高高转速下初始位置/转速观测和带速重投性能。     

永磁同步电机无位置传感器带速重投研究

带速重投是轨道牵引永磁同步电机无位置传感器控制系统的关键技术。当永磁同步电机运行在一定转速下,通过将三相逆变器所有下桥臂短路,根据短路电流可以获取电机的转速及转子位置信息。在此基础上,提出了一种带速重投时短路时间的选取方法,提高了电机在不同转速下转子位置估算的准确性,并分析了忽略电机电阻压降计算短路时交直轴电流响应对估计结果准确性的影响,实验结果验证了上述方法的有效性。     

永磁同步电机无速度传感器及带速重投控制

永磁同步电机(PMSM)具有功率和转矩密度高等特点,已广泛应用于大功率、重负载等变频驱动领域,其中无速度传感器矢量控制和带速重投控制技术为重要部分.为此介绍一种基于反电动势锁相环控制的转子位置和转速估算方法及定子电压前馈控制策略,实现了PMSM无速度传感器矢量控制及带速重投控制.实验结果验证了该估算方法和控制策略的正确...     

真空干泵用屏蔽电机无速度传感器带速重投控制系统

针对真空干泵用屏蔽电机带速重投的工程问题,设计基于正弦脉宽调制(SPWM)的调制波模拟器和无速度传感器带速重投系统。该系统将定子绕组空间划分为6p(p为极对数)个扇区,提出利用标准化后的三相定子残压计算扇区内平均转速的方法,同时对电机定子坐标系进行修正,使定子电流空间矢量轨迹接近于理想圆形,抑制重投时电流冲击、转矩脉动和转速波动。设计调制波模拟器,与变频器内部的调制波模块协同完成电机预重投及重投过程。通过模型仿真和22k W罗茨真空干泵机组实验,验证了该定子坐标系修正法及扇区内转速估算法在泵类工程中具有较好的适用性,预重投阶段的转速稳定时间控制在0.6s以内,重投阶段的冲击电流平均减小51.27%。     

基于降阶负载转矩观测器的永磁同步电机广义预测控制

针对永磁同步电机(PMSM)转速控制,提出了一种基于降阶负载转矩观测器的非线性预测控制(NPC)策略。在速度环控制律中负载转矩通常作为扰动值来考虑,将降阶负载转矩观测器与广义预测控制相结合,利用得到的转矩估计值代替实际值。仿真试验结果表明,所提控制策略能有效实现转速跟踪,与传统PI控制相比,趋于稳定的时间短、超调量小、抗干扰能力强、转速环控制的鲁棒性较高。     

永磁同步电机高速带速重投冲击抑制研究

本文针对永磁同步电机高速运行区间带速重投过程中存在较大电流冲击的问题,从电机稳定性条件和脉冲构成两个方面阐述了引起电流冲击的根本原因,提出了通过d轴电流预给定和优化电压脉冲构成的方法,从理论上分析该方法的可行性和实现方式,并通过实验验证,证明了该方法的有效性。实验表明,本文提出的永磁同步电机高速下带速重投电流冲击抑制方法,可以有效的减小带速重投过程中的电流冲击,使电机快速进入稳定工作区域,并且易于实现,符合实际应用要求。     

带定子电阻辨识的新型滑模速度观测器

提出了一种带定子电阻辨识的新型滑模速度观测器,用于异步电动机转速的精确观测.该观测器采用一种改进的电压转子磁链模型,在降低转子电阻变化对磁链观测影响的同时,还有效解决了传统电压模型固有的缺陷;并利用定子电流估计值与实际值的偏差在线计算电机的定子电阻,从而提高了磁链和转速在低速范围内的观测精度.仿真结果证明该方案在全速范围内具有响应速度快、稳态精度高和对定、转子电阻变化鲁棒性强的特点.     

PMSM断电-重投时的冲击电流研究

当原有机车牵引用的感应电机利用永磁同步电机代替时,由于永磁同步电机在经过分相绝缘子时永磁体的存在会产生高的反电动势使断电后重投瞬间出现不可控冲击电流。针对该问题在永磁同步电机三相瞬态数学模型的基础上,对其瞬态冲击电流产生原因进行了分析研究,该分析过程主要是建立在带谐波的PWM调制波的基础之上。根据分析结果,对重投时的控制条件和控制方法进行了探讨性研究,如对给定转速进行了一定的限制,对逆变器重投瞬间的电压幅值和相位进行了一定的控制,利用滑模控制的强鲁棒性和抗干扰性代替了PID控制。最后,设计了一种使重投瞬间冲击最小的滑模控制系统。经实验和仿真对比分析,验证了瞬态冲击产生机理分析的有效性及设计的控制系统在抑制断电-重投瞬间电流冲击强度的积极作用。     

感应电机直接转矩控制系统的滑模观测器设计

提出了一种感应电机直接控制系统的滑模观测器。采用定子电流估计误差构成滑模函数,通过选取足够大的切换控制增益,使定子电流的估计值收敛到其实际值,进而获得定子磁链和转速估计值。基于Lyapunov稳定性理论证明了观测值渐近收敛。将该滑模观测器用于感应电机的无速度传感器直接转矩控制系统,仿真结果表明驱动系统具有优良的控制性能。     

改进滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制

针对采用滑模观测器的永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制系统中转速和转子位移角难以准确估计的问题,指出滤波后反电动势幅值减小造成转速估计值存在较大偏差,而滤波后反电动势相位滞后和转速估计值的不准确造成转子位移角出现偏差并难以准确补偿。提出用滤波后的反电动势信号替代滤波前含有抖振的反电动势信号作为反馈信号的滑模观测器改进方案,以抑制滤波造成的幅值减小和相位滞后。采用跟踪-微分器(TD)对转速给定信号进行滤波、通过优化转速环和电流环比例积分(PI)参数以减小实际反电动势本身的高频成分。仿真和实验结果表明了该方法的有效性。     

一种新型极低速异步电机无速度传感器控制方法

提出了一种基于信号注入的新型极低速异步电机无速度传感器矢量控制方法.该方法通过注入低频定子电流信号得到转子位置角度误差,并进而估计电机转速.该方法不依赖于异步电机的非理想特性,仅由基波模型就可实现极低速段的转速估计.此外,该方法还具有较强的电机参数鲁棒性.仿真及实验结果证明,基于低频信号注入的方法可以很好地实现异步电机在极低速段的无速度传感器矢量控制.     

基于定子磁场定向的感应电机无速度传感器控制研究

针对定子磁链U一I观测模型在电机低速运行时失效的问题,在感应电机定子磁场定向控制基础上,用一种阈值可变的改进型积分器算法进行定子磁链观测,并对转速进行估算,构成无速度传感器的速度闭环控制.在自行设计构建的dSPACE试验平台上,对所提方案进行了低速空载及负载条件下的实验研究.实验结果表明转速估算值与实际值相一致,系统具有优良的动、静态控制效果.     

基于扰动观测器的PMSM无速度传感器控制

针对负载扰动对电机驱动的影响,提出一种基于扰动观测器的PMSM无速度传感器控制方法。该方法使用自适应扩展状态观测器(AESO)观测电机转速,并设计了电机定子电阻自适应律,实时更新定子电阻值。同时设计了一种自适应积分状态反馈控制器(AISFC),将定子电阻估计值作为控制器输入,实时更新控制器中的电阻值,消除了定子电阻变化对控制器控制精度的影响。仿真结果表明,该控制方法具有良好的控制性能和鲁棒性。     

基于磁链与负载观测器的异步电机反步滑模控制

针对参数摄动及负载转矩未知且变化会影响异步电机速度控制的问题,设计了一种改进型指数趋近律的滑模转子磁链观测器,用于估算电机转子磁通值,同时将磁通观测值用于负载转矩的估计。引入磁链误差、转速误差,通过反步滑模控制算法,将转子磁通与负载转矩的观测值用于异步电机控制。在转子电阻摄动与负载转矩未知且变化的情况下,将该控制策略与自适应反步控制方法进行实验结果对比。实验结果表明,该控制策略的响应速度快且跟踪精度高,提高了异步电机速度控制系统的抗干扰性能。最后,提出一种转速软给定方法,实验表明该方法能有效抑制转速变化时刻定子电流与电磁转矩的急剧增加,进一步改善了电机系统的性能。     

模糊-PID混合控制直流电机调速系统设计

该文提出在转速、电流双闭环的直流电机调速系统转速环采用模糊-PID混合控制方法。当给定转速与实际转速的偏差大于某一阈值时,采用模糊控制;而当偏差减小到设定阈值以下时,采用PID调节。利用Mat-lab对该控制方法进行仿真,仿真表明混合控制系统的动、静态性能明显优于常规PID控制系统。将该控制方法应用于DDSZ-1型电机及电气技术实验装置中的DJ23直流电机,以Atmega128为核心,以PWM为控制信号,设计了模糊-PID混合控制电机调速装置。试验结果验证了设计的混合控制调速系统鲁棒性好,实用性强,结构简单。     

基于滑模观测器估计误差反馈的永磁同步电机转速控制策略

针对高精度伺服调速系统的永磁同步电机(PMSM)响应速度慢、转速跟踪性能差和转矩脉动大等问题,提出一种基于滑模观测器(SMO)估计误差反馈的永磁同步电机转速控制策略。首先,在永磁同步电机矢量控制基础上设计以滑模观测器转速估计误差实时分配转速PI控制和滑模控制(SMC)的复合控制策略; 其次,利用滑模观测器转速、转角估计误差设计转角速度补偿调节器对转速实时补偿,由此进行误差的转速补偿控制。最后,结果表明基于滑模观测器估计误差反馈的永磁同步电机转速控制策略相较于PI控制和滑模控制具有较小的超调量、良好的平稳性和较强的抗扰能力等优点     

基于级联型逆变器的感应电机无速度传感器矢量控制

针对采用级联型逆变器的感应电机矢量控制系统,提出了基于反电动势的转速辨识方法。该方法以反电动势作为系统模型输出来构造模型参考自适应系统(MRAS)。MRAS采用参考模型和可调模型并联型结构实现转速辨识,消除了纯积分环节带来的问题。将所提方法应用于感应电机矢量控制系统并通过仿真和试验得以实现。仿真和试验结果表明,该方法易于实现,能够准确估计电机的转速。     

牵引电动机无速度传感器及带速度重投控制

研究了无速度传感器控制技术在大功率电力牵引传动系统中应用问题。在异步电动机Luenberger观测器模型基础上推导出速度自适应辨识算法,针对无速度传感器控制在电力牵引中应用的难题——控制系统的带速度重投,提出了一种初始转速自优化搜索算法,可以在很小的电流、转矩冲击下完成重投励磁过程。实验结果表明该无速度传感器控制系统具有非常高的转矩动态调节性能,可以在极低的定子频率下稳定运行,达到工程化应用的要求。     

感应电机矢量控制系统的神经网络转速辨识

在给定的无速度传感器感应电机间接矢量控制系统中，利用基于BP算法的两层神经网络，根据期望状态与实际状态之间的偏差来调整神经网络模型的权值，达到实时辨识电机转速的目的。该方法简单、直观，不仅利用了神经网络的优点，又能适应感应电机调速系统实时控制的要求。仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于感应电机定子磁链U-N模型的速度自适应辨识方法

文中研究了基于异步电机定子磁链U-N模型的速度辨识问题。建立了基于异步电机Γ-型参数的状态方程,给出了基于U-N模型的定子磁链观测器;基于李雅普诺夫稳定性理论推出了速度自适应律,给出了基于这种全阶磁链观测器方案的模型参考自适应速度辨识方法。研究了异步电机无速度传感器的直接转矩控制方案,建立了此方案的Matlab仿真模型进行仿真分析;在搭建的牵引电机试验平台上进行了试验研究,并给出了Matlab数字仿真结果以及试验结果。仿真结果和试验结果表明辨识转速能够准确地跟踪实际转速,证明了基于定子磁链U-N模型的速度自适应辨识方法的有效性和实用性。