检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：姚宇东南大学

学位级别：博士

高速永磁电机(HSPMM)具有高功率密度、高效率、结构紧凑及动态特性好等优点而得到广泛应用,由于HSPMM电流频率高且电感较小,定子电流中存在较为明显的开关频率谐波分量,导致电机损耗增加,效率降低。为解决此问题,在传统驱动拓扑中增加LC... 详细信息

高速永磁电机(HSPMM)具有高功率密度、高效率、结构紧凑及动态特性好等优点而得到广泛应用,由于HSPMM电流频率高且电感较小,定子电流中存在较为明显的开关频率谐波分量,导致电机损耗增加,效率降低。为解决此问题,在传统驱动拓扑中增加LCL型输出滤波器,以消除电机电流的谐波分量。本文针对不同传感器安装方式下带LCL输出滤波器的HSPMM驱动系统(LCL-HSPMM),开展了一系列控制策略方面的研究工作。本文首先对谐振阻尼控制策略和无位置传感器控制技术的研究现状进行综述和对比分析,在此基础上总结出针对LCL-HSPMM驱动系统的谐振阻尼和无位置传感器控制领域的研究难点与不足。为解决旋转坐标系下电流动态耦合问题,设计了一种基于复矢量解耦的电机电流控制器结构,从理论上给出了各控制参数的选取方法、鲁棒性改进方法以及稳定谐振范围。实验结果表明在所给出的稳定谐振范围内,所提方法对电流给定具有较强的动态跟踪能力,将作为后续全谐振范围电流控制方法中动态解耦控制的理论基础。为实现全谐振范围内电机电流的稳定控制,在建立电容电流和电机电流串联离散模型的基础上,提出了一种基于逆变器输出电压和电容电流反馈的有源阻尼方法,其阻尼比可任意配置。之后将上述动态解耦方法拓展到有源阻尼后电机电流控制系统,并从理论上给出各控制参数的选取方法。针对单电机电流测量系统,设计了一种基于等效电容电流反馈的全谐振范围电机电流控制方法,所提出的等效反馈方法不仅可以避免电容电流采样、减小传感器使用数量,而且对电机电感大范围变化具有较强鲁棒性。针对单逆变器电流测量系统,提出了一种基于状态反馈和陷波器的复合有源阻尼方法,其中状态反馈包括逆变器输出电压反馈和逆变器电流反馈,同时达到了全谐振范围稳定、任意阻尼比配置、电流动态解耦以及对电机电感变化具有较强鲁棒性等重要控制性能指标。在无位置传感器控制方面,研究了单电流测量、双电流测量以及电容电压与电机电流同时测量三种常用传感器安装方式的LCL-HSPMM转子位置观测方法,并在电容电压与电机电流同时测量方案中,提出了一种基于小电流注入的在线电感辨识方法,在0.15A即0.5%额定电流注入时实现了对电机电感的高精度辨识,该方法可用于在线补偿因电感参数误差导致的转子位置观测误差。

关键词：高速永磁电机 LCL输出滤波器有源阻尼动态解耦全谐振范围稳定任意阻尼比配置无位置传感器控制

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基于Super-Twisting无位置滑膜观测器的永磁同步电机控制

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电子科技 2023年第11期36卷 8-13页

作者：黄成成金海鲁文其浙江理工大学信息科学与工程学院浙江杭州310018

针对永磁同步电机在一些工作场合精度要求较高的情况,在永磁同步电机数学模型的基础上,文中提出了一种二阶Super-Twisting滑膜理论算法。该方法对电机的反电动势观测值进行运算处理,通过得到电机速度和位置信息来实现永磁同步电机无位... 详细信息

针对永磁同步电机在一些工作场合精度要求较高的情况,在永磁同步电机数学模型的基础上,文中提出了一种二阶Super-Twisting滑膜理论算法。该方法对电机的反电动势观测值进行运算处理,通过得到电机速度和位置信息来实现永磁同步电机无位置传感器控制。根据Lyapunov稳定性理论可知,该控制系统稳定。在MATLAB/Simulink工具中搭建系统仿真模型来验证该理论算法的有效性。仿真结果表明,相较于传统滑膜观测器,该算法有效削弱了滑膜抖振,提高了系统的估算精度和响应速度,使其能更好地跟踪转子的位置和速度信息。

关键词： Super-Twisting算法永磁同步电机滑膜观测器 Lyapunov稳定性无位置传感器控制矢量控制滑膜理论观测转速

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一种表贴式永磁同步电机无位置传感器分段延时补偿策略

一种表贴式永磁同步电机无位置传感器分段延时补偿策略

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作者：张航梁文睿张辉 710048 陕西省西安市碑林区金花南路5号

本发明公开了一种表贴式永磁同步电机无位置传感器分段延时补偿策略,具体为：当电机基波频率小于47Hz时，使用载波调制对预测后的q轴电压误差进行PI调节，随后通过补偿IGBT的导通时间来消除系统总时延的影响；当基波频率大于47Hz后，随... 详细信息

标准号: CN113364381B

本发明公开了一种表贴式永磁同步电机无位置传感器分段延时补偿策略,具体为：当电机基波频率小于47Hz时，使用载波调制对预测后的q轴电压误差进行PI调节，随后通过补偿IGBT的导通时间来消除系统总时延的影响；当基波频率大于47Hz后，随着转速升高，采用SHEPWM+方波的调制方式，通过预测电压矢量角、调制深度及估计转子位置来消除延时效应。本发明针对混合脉宽调制下的表贴式永磁同步电机无位置传感器的驱动，提出了一种系统延时分段补偿策略，同时，零低速采用高频方波电压信号注入法，中高速采用非奇异终端滑模观测器，可在全速域消除系统延时对无位置传感器控制带来的影响，提高控制性能。

关键词：无位置传感器永磁同步电机基波频率消除系统表贴式延时无位置传感器控制高频方波电压估计转子位置补偿策略电压矢量调制方式分段补偿分段延时控制性能脉宽调制系统延时信号注入载波调制终端滑模转速升高非奇异观测器中高速总时延预测导通方波调制电机驱动

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高速空心杯电动机控制技术研究

高速空心杯电动机控制技术研究

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作者：李建宁山东理工大学

学位级别：硕士

空心杯电机是一种高速、高精度的电机,凭借其响应速度快、功率密度高、运行平稳、伺服性能好的特点,使其在军事、航空航天、医疗器械、自动化设备等高速、高精度的场合中得到了广泛的应用。在空心杯电机控制系统中换相误差会制约控制系... 详细信息

空心杯电机是一种高速、高精度的电机,凭借其响应速度快、功率密度高、运行平稳、伺服性能好的特点,使其在军事、航空航天、医疗器械、自动化设备等高速、高精度的场合中得到了广泛的应用。在空心杯电机控制系统中换相误差会制约控制系统性能,并使电机的精度和稳定性下降,另外转矩脉动也会对电机运行的稳定性造成影响,为了提升空心杯电机控制系统的性能,本文在空心杯电机无位置控制的基础上对电机的换相误差和转矩脉动抑制进行研究。首先,介绍了高速空心杯无刷电机的结构,深入分析空心杯无刷电机的基本原理,并构建其数学模型,介绍六步法控制方法、反电势检测法、转子启动方法以及速度调制方式在内的电机控制相关步骤,分析了电机换相误差的来源。针对空心杯电机无位置控制问题,采用三段式的空心杯电机无位置控制方法,最后对高速空心杯电机无位置控制系统进行仿真分析。其次,对空心杯电机无位置控制系统的实验平台进行搭建,设计控制系统的硬件电路并详细分析了软件算法的实现过程,为后续验证本文所提的控制策略的有效性打好基础。再次,详细分析不同PWM调制方式下非导通相的续流情况,在考虑了非导通相换相续流、开关损耗和转矩脉动影响后最终选择PWM-ON-PWM的功率电路驱动方式,并对其实现方法进行研究,设计了换相角度细分程序,并通过实验验证了该程序的正确性。最后,针对高速空心杯电机高速运行中因为滤波采样电路、软硬件延迟、采样延迟引起的换相误差问题,提出一种基于母线电流积分的自适应换相校正策略,以母线电流在一个导通周期的前后半个周期的电流积分值相等为目标,将电机的母线电流积分值作为反馈信号对换相角度进行闭环补偿,并通过实验进行了验证。该换相校正策略只需对电机的母线电流进行检测,不依赖于任何电机参数。

关键词：空心杯电机无位置传感器控制 PWM调制换相误差换相校正

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无电解电容永磁同步电机变频驱动系统控制策略研究

无电解电容永磁同步电机变频驱动系统控制策略研究

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作者：明志伟华中科技大学

学位级别：硕士

近年来,变频电机驱动技术已在各个领域得到广泛应用。然而传统变频驱动系统面临着电解电容寿命和可靠性的问题。无电解电容驱动系统采用薄膜电容代替电解电容,同时省去了功率因数校正电路,具有低成本和高可靠性等优势。本文以无电解电... 详细信息

近年来,变频电机驱动技术已在各个领域得到广泛应用。然而传统变频驱动系统面临着电解电容寿命和可靠性的问题。无电解电容驱动系统采用薄膜电容代替电解电容,同时省去了功率因数校正电路,具有低成本和高可靠性等优势。本文以无电解电容永磁同步电机驱动系统为研究对象,针对高功率因数逆变器控制策略和无位置传感器启动策略进行研究,旨在改善驱动系统的网侧性能和实现无位置传感器的平稳启动。母线电容容值减小改变了驱动系统的特性。在分析驱动系统特性的基础上,明确了通过合理控制逆变器功率能够间接调整网侧功率,从而实现网侧高功率因数。从幅值角度构建了逆变器功率和dq轴电流之间的三输入三输出模型,同时利用相对增益矩阵理论分析并选择了最合理的控制变量配对方案。基于该配对方案设计了逆变器功率的闭环控制策略和功率调节器参数。功率调节器同时输出dq轴电流指令,从而避免了试凑d轴电流指令。针对电网电压的畸变问题,进一步提出了逆变器功率的前馈补偿策略以降低其对系统的影响。为了在无位置传感器的情况下解决启动问题,研究了基于信号注入激励的有效磁链模型零低速无位置传感器控制算法。通过分析dq轴电流谐波,明确了反电动势的谐波组成。为了观测反电动势和抑制反电动势谐波,分别设计了全阶滑模观测器和同步轴滑动平均滤波器。搭建了无电解电容永磁同步电机驱动系统的仿真和物理平台,并进行了大量实验验证工作。实验结果表明,采用本文所提出的逆变器控制策略,可以有效改善网侧功率因数和抑制网侧电流谐波,并满足IEC61000-3-2标准。功率因数最高可达0.99108。同时,采用所提出的启动策略,转子初始位置辨识误差不超过3°,电机可以稳定地从任意初始转子位置启动并切换至中高速无位置传感器控制算法。

关键词：永磁同步电机无电解电容高功率因数无位置传感器控制

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一种开关磁阻电机无位置传感器低速起动冗余容错控制方法及应用

一种开关磁阻电机无位置传感器低速起动冗余容错控制方法及应用

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作者：蔡骏陆琳娜向程刘泽远赵兴强 210032 江苏省南京市江北新区宁六路219号

本发明涉及一种开关磁阻电机无位置传感器低速起动冗余容错控制方法及应用，实现精确初始定位和超低速位置连续估计，以及低速运行时的冗余、容错控制。同时通过开关磁阻电机绕组组合方式和双通道功率控制方式进一步提升无位置传感器控... 详细信息

标准号: CN109391183B

本发明涉及一种开关磁阻电机无位置传感器低速起动冗余容错控制方法及应用，实现精确初始定位和超低速位置连续估计，以及低速运行时的冗余、容错控制。同时通过开关磁阻电机绕组组合方式和双通道功率控制方式进一步提升无位置传感器控制所需要绕组电流信息的检测余度，从而提升无位置传感器位置估计的冗余和容错能力，增强开关磁阻电机驱动系统的可靠性。适合可靠性要求极高、恶劣工作环境和频繁大扭矩起停的特殊应用场合，在诸如航空航天起动发电机、电动燃油泵、新能源汽车驱动电机、高端装备主轴电机、电动工具驱动电机等领域具有良好的应用前景。

关键词：开关磁阻电机无位置传感器驱动电机冗余无位置传感器控制恶劣工作环境功率控制方式冗余容错控制电动燃油泵可靠性要求起动发电机新能源汽车初始定位低速起动低速运行电动工具航空航天驱动系统绕组电流容错控制容错能力位置估计主轴电机组合方式超低速大扭矩双通道高端起停应用检测

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反电势均值滤波的无刷直流电机无感控制策略

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微电机 2023年第10期56卷 30-38页

作者：宋开元吕晓东浙江大学工程师学院杭州310015 国家电网湖州供电公司浙江湖州313000 浙江省电机系统智能控制与变流技术重点实验室杭州310027 杭州日鼎控制技术有限公司杭州311305

针对无刷直流电机低速时反电势波形会产生严重畸变的问题,提出了一种基于改进移动均值滤波器的无刷直流电机反电势无感控制策略。首先通过Matlab对低速时的反电势波形进行离线重构,对比使用了均值滤波的反电势波形,验证了理论的可行性;... 详细信息

针对无刷直流电机低速时反电势波形会产生严重畸变的问题,提出了一种基于改进移动均值滤波器的无刷直流电机反电势无感控制策略。首先通过Matlab对低速时的反电势波形进行离线重构,对比使用了均值滤波的反电势波形,验证了理论的可行性;其次通过Simulink进行仿真对比,验证了该方法在全速域上换相精度的优越性;最后对均值滤波器的窗口大小选择、中断时间等设计因素对于换相精度的影响进行了深入探讨,并优化了运算量。Simulink仿真和离线对比证明了本文所提出的无位置传感器控制方法在无刷直流电机低速运行时具有良好的换相精度和普遍适用性,具有一定的实用价值。

关键词：无刷直流电机无位置传感器控制移动均值滤波反电势法

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高压断路器新型不对称双稳态永磁操动机构的设计优化与控制研究

高压断路器新型不对称双稳态永磁操动机构的设计优化与控制研究

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作者：曾观保华南理工大学

学位级别：博士

电力系统作为能源的主要传输系统之一,对能源节约和电力传输效率以及电力供应和需求有着重要影响。近年来,随着电力系统智能化需求越来越高,人们对电力系统可靠性、可控性和安全性进行了更深入的研究。高压断路器是电力系统中广泛应用... 详细信息

电力系统作为能源的主要传输系统之一,对能源节约和电力传输效率以及电力供应和需求有着重要影响。近年来,随着电力系统智能化需求越来越高,人们对电力系统可靠性、可控性和安全性进行了更深入的研究。高压断路器是电力系统中广泛应用的开关设备,其执行机构的性能对电力系统的高可靠性至关重要。一些研究表明,高压断路器的故障主要由操作机构故障引起。永磁操动机构作为其中一种操动机构,具有结构简单、尺寸小、可控性和可靠性高、免维护和寿命长等优点,被广泛应用于低压和高压断路器中。因此,高压断路器的可控性和安全性在很大程度上受到永磁操动机构可控性和安全性的影响。虽然在过去的几十年内,无论是高压、中压还是低压电器开关,新的绝缘材料不断更新换代,但操动机构一直未能得到大的发展。同时近年来稀土材料价格的突飞猛涨,有必然对新型永磁操动机构进行进一步研究。本文主要研究内容如下:(1)基于现有高压断路器永磁操动机构进一步发展和应用所遇到的难题和对不对称双稳态永磁操动机构的磁路模型的分析,提出定子凸出式永磁操动机构的结构拓扑。论述其转子结构设计、永磁体结构尺寸设计,推导考虑保持力的尺寸方程。通过有限元仿真详细分析定子凸出式永磁操动机构的工作气隙磁场效应、静态磁场分布、静态特性、合闸特性和分闸特性。研究不同动子长度对永磁操动机构静态性能和动态性能的影响,为该新型永磁操动机构的优化设计奠定了基础。(2)基于日益紧张的稀土资源和越来越高的价格困境,提出不对称双稳态多磁路永磁操动机构的结构拓扑。论述其定子结构设计、永磁体结构设计,推导考虑保持力的永磁体尺寸方程。理论分析不对称双稳态多磁路永磁操动机构对永磁体的需求量。通过有限元仿真详细分析不对称双稳态多磁路永磁操动机构的工作气隙磁场效应、静态磁场分布、永磁体退磁特性、静态特性、合闸特性和分闸特性。研究不同定子侧向气隙长度对不对称双稳态多磁路永磁操动机构静态性能和动态性能的影响。并研制不对称双稳态多磁路永磁操动机构的原理样机,用实验测试结果验证理论分析和仿真计算的正确性。(3)基于高压断路器对启动时间的需求,从永磁操动机构绕组结构设计这个关键技术角度出发,提出带有消磁绕组的不对称双稳态多磁路永磁操动机构的结构拓扑。论述其绕组结构设计。通过有限元仿真详细分析带有消磁绕组的不对称双稳态多磁路永磁操动机构的工作气隙磁场效应、静态磁场分布、永磁体退磁特性、静态特性、合闸特性和分闸特性。研究不同消磁绕组匝数对不对称双稳态多磁路永磁操动机构静态性能和动态性能的影响。(4)基于现有电机设计技术的发展,分析永磁操动机构优化方法和优化过程,以定子凸出式永磁操动机构为研究对象。论述了其优化参数选取、优化参数的限制条件、优化性能的限制条件等方程的建立。通过MATLAB与有限元的联合仿真优化定子凸出式永磁操动机构。用有限元仿真详细分析优化前后定子凸出式永磁操动机构的静态特性、合闸特性和分闸特性。为永磁操动机构的优化设计提供参考。(5)高压断路器一般安装在户外,其工作环境恶劣。为此,基于不对称双稳态多磁路永磁操动机构的电感与位置特性,进一步研究永磁操动机构的无位置传感器控制策略原理。基于高通滤波器电子电路技术,提出基于高通滤波器的无位置传感器控制策略。建立了带有不对称双稳态多磁路永磁操动机构的高压断路器Matlab仿真模型,仿真结果验证了该无位置传感器控制策略的有效性。并考虑到信号失真和测量误差,提出一种简单的数字滤波器。通过仿真对比了所提出的数字滤波器和传统一阶低通数字滤波器的性能。研制一套原理样机,实验初步验证基于高通滤波器的无位置传感器控制的可行性和有效性,为电机的无位置传感器控制策略提供了新的有效方法。(6)理论推导和实验验证分析反电动势、线圈电阻、电容误差和磁饱和效应对基于高通滤波器的无位置传感器控制方法中动子位置估计误差的影响。综合而言,本文的研究为永磁操动机构在高压断路器执行机构的应用提供了低成本、尺寸小、可控性和可靠性更高的新型永磁操动机构技术方案。

关键词：永磁操动机构高压断路器遗传算法不对称双稳态永磁操动机构多磁路高通滤波器无位置传感器控制

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永磁同步电动机全转速范围无位置传感器复合控制

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微特电机 2019年第5期47卷 41-46页

作者：申永鹏刘安康崔光照杨小亮葛高瑞郑州轻工业大学郑州450002 河南省信息化电器重点实验室郑州450002

针对永磁同步电动机无位置传感器控制技术在低速阶段采用高频信号注入法存在的额外损耗和位置估计延迟问题,以及在高速阶段采用基于滑模观测器的反电动势观测法存在的抖振问题,研究了一种全转速范围无位置传感器复合控制方法。分析了I/... 详细信息

针对永磁同步电动机无位置传感器控制技术在低速阶段采用高频信号注入法存在的额外损耗和位置估计延迟问题,以及在高速阶段采用基于滑模观测器的反电动势观测法存在的抖振问题,研究了一种全转速范围无位置传感器复合控制方法。分析了I/f控制的相位关系以及滑模观测器的抖振现象的机理,构建了低速I/f控制结合高速扩展滑模观测器的全转速范围无位置传感器复合控制系统,通过将扩展反电动势估算值反馈至定子电流观测计算,采用带有消除旋转影响环节的锁相环,有效地改善了扩展滑模观测器的抖振问题。通过引入一种电流递减斜率切换控制方法,实现了无位置传感器复合控制系统的平稳切换。实验结果验证了该复合控制方法的有效性。

关键词：永磁同步电动机无位置传感器控制 I/f控制扩展滑模观测器锁相环

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一种集成式制动系统转角传感器故障诊断与容错控制方法

一种集成式制动系统转角传感器故障诊断与容错控制方法

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作者：朱冰王琪绚赵健吴坚郭运娇 410006 湖南省长沙市岳麓区学士街道学士路602号

本发明属于汽车技术领域，具体的说是一种集成式制动系统转角传感器故障诊断与容错控制方法。包括以下步骤：步骤一、基于SVR的转角信号建立转角信息估计模型；步骤二、基于残差分析原理进行转角传感器故障诊断；步骤三、若判断转角传... 详细信息

标准号: CN117429402A

本发明属于汽车技术领域，具体的说是一种集成式制动系统转角传感器故障诊断与容错控制方法。包括以下步骤：步骤一、基于SVR的转角信号建立转角信息估计模型；步骤二、基于残差分析原理进行转角传感器故障诊断；步骤三、若判断转角传感器存在故障后，采取容错控制方法。通过支持向量机回归算法进行电机转角估计、利用残差分析原理实现传感器的故障诊断，在传感器故障后采用无位置传感器控制策略进行电机控制，最终实现制动压力控制，完成制动控制功能，有效提高了IBC的可靠性。

关键词：转角传感器残差分析故障诊断故障诊断与容错控制无位置传感器控制汽车技术领域制动压力控制传感器故障支持向量机电机控制电机转角估计模型容错控制原理实现制动控制制动系统转角信号转角信息集成式传感器算法回归

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