检索结果-内蒙古大学图书馆

中国特种设备安全 2023年第1期39卷 7-11页

作者：谢然高常进张清鹏卞敬天津市特种设备监督检验技术研究院天津300192

永磁同步电动机拥有能耗低、稳定性高等优点,在现代电梯驱动系统中已经得到广泛应用。随着电力电子技术的发展,永磁同步电动机控制技术也得到了飞速发展。现如今,永磁同步电动机变频控制方法也已经从最为简单的恒压比控制(V/f)发展为系... 详细信息

永磁同步电动机拥有能耗低、稳定性高等优点,在现代电梯驱动系统中已经得到广泛应用。随着电力电子技术的发展,永磁同步电动机控制技术也得到了飞速发展。现如今,永磁同步电动机变频控制方法也已经从最为简单的恒压比控制(V/f)发展为系统更加稳定的矢量控制(FOC)和直接转矩控制(DTC)。同时为优化永磁同步电动机设计、节约制造成本、提高永磁同步电动机运行稳定性,更具经济效益和实用价值的永磁同步电动机的无位置传感器控制方法已经成为研究的重点。

关键词：永磁同步电动机恒压比控制(V/f) 矢量控制(FOC) 直接转矩控制(DTC) 无位置传感器控制

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一种变频器无感控制同步电机的方法

一种变频器无感控制同步电机的方法

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作者：李鹏吴浩伟田杰孙海晶沈安文唐其鹏罗欣 430000 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号

本发明提供了一种变频器无感控制同步电机的方法，涉及同步电机控制技术领域，方法包括以无位置传感器方式控制同步电机零速启动、怠速启动和高速运行，无须等电机停转，直接带速再启动；包括零‑低速控制方法、中‑高速控制方法和怠速启... 详细信息

标准号: CN117595731A

本发明提供了一种变频器无感控制同步电机的方法，涉及同步电机控制技术领域，方法包括以无位置传感器方式控制同步电机零速启动、怠速启动和高速运行，无须等电机停转，直接带速再启动；包括零‑低速控制方法、中‑高速控制方法和怠速启动控制方法、零‑低速控制方法采用中频信号注入法；中‑高速控制方法采用基于虚拟q轴电感的Sensorless+MTPA无位置传感器控制策略；怠速启动控制方法采用基于死区时间自动扩展的短路电流幅值闭环控制。本发明以无位置传感器感方式控制同步电机零速启动、怠速启动、调速运行，无须等电机停转，直接带速再启动，提高工作效率，解决驱动器输出电压与反电动势不匹配导致的冲击电流，避免损坏设备。

关键词：怠速同步电机无位置传感器电机停转方式控制高速控制启动控制再启动带速零速无位置传感器控制驱动器输出电压同步电机控制调速闭环控制冲击电流短路电流反电动势高速运行工作效率中频信号自动扩展变频器注入法死区匹配虚拟

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基于SMO和RLS的航空电推进永磁电机驱动系统

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航空科学技术 2023年第1期34卷 97-104页

作者：王宏喆甘醇倪锴何琪曲荣海华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室湖北武汉430074 航空电力系统航空科技重点实验室陕西西安710000

针对大功率航空电推进驱动系统高可靠性和轻量化特性的需求,本文提出了一种基于滑模观测器(SMO)和递推最小二乘法(RLS)的多模式无位置传感器控制策略。首先通过SMO对扩展反电动势进行观测,并对转速估算值进行多模式处理,实现了快速、准... 详细信息

针对大功率航空电推进驱动系统高可靠性和轻量化特性的需求,本文提出了一种基于滑模观测器(SMO)和递推最小二乘法(RLS)的多模式无位置传感器控制策略。首先通过SMO对扩展反电动势进行观测,并对转速估算值进行多模式处理,实现了快速、准确地提取出电机的转子位置角及转速等信息;再由RLS对永磁体磁链等参数进行辨识,依据辨识结果对控制器中的相关控制参数进行整定,并对观测器参数进行更新,提高了系统的鲁棒性。本文对300kW的永磁同步电机电推进驱动系统进行了实例仿真,验证了所提方案的有效性。本文所提出的方案可以实现可靠的无位置传感器驱动控制,具有快速的动态性能和较高的鲁棒性,为相关航空电推进驱动系统控制方案的设计和研究提供了参考。

关键词：航空电推进驱动系统永磁同步电机无位置传感器控制滑模观测器递推最小二乘法

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反电势中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11期56卷 30-37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

针对反电动势法控制无刷直流电机低速无感运行时反电动势波形会产生严重畸变的问题,提出了一种基于中值滤波器的无刷直流电机反电动势无感控制策略。首先基于电机电压方程得出在H_PWM-L_ON这种PWM调制方式下的悬空相电压方程,得到精确... 详细信息

针对反电动势法控制无刷直流电机低速无感运行时反电动势波形会产生严重畸变的问题,提出了一种基于中值滤波器的无刷直流电机反电动势无感控制策略。首先基于电机电压方程得出在H_PWM-L_ON这种PWM调制方式下的悬空相电压方程,得到精确的反电动势过零点;其次通过Simulink仿真对比使用中值滤波器和普通反电动势法这两种方法所取得的效果,体现了所提方法的优越性,并对中值滤波器的窗口大小给出设计依据;最后在PWM_ON调制方式下进行仿真,证明所提方法不受PWM调制方式的影响,且通过滞后超前换相进一步抑制换相转矩脉动,取得了较好的效果。一系列的仿真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高可靠性。

关键词：无刷直流电机无位置传感器控制中值滤波反电势法

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轴向永磁辅助磁阻型复合转子高速电机及其控制方法

轴向永磁辅助磁阻型复合转子高速电机及其控制方法

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作者：刘爱民娄家川孙鹏任达高智超李家尧李博韦有帅 110870 辽宁省沈阳市经济技术开发区沈辽西路111号

本发明提供一种轴向永磁辅助磁阻型复合转子高速电机及其控制方法，涉及高速电机技术领域。该电机由两组磁极相关的三相6/4定转子凸极构成复合结构，包括两组定子铁芯、两组转子铁芯、转轴、电枢绕组、机壳、导磁材料、永磁体和永磁体... 详细信息

标准号: CN107171520B

本发明提供一种轴向永磁辅助磁阻型复合转子高速电机及其控制方法，涉及高速电机技术领域。该电机由两组磁极相关的三相6/4定转子凸极构成复合结构，包括两组定子铁芯、两组转子铁芯、转轴、电枢绕组、机壳、导磁材料、永磁体和永磁体保护套，两组转子铁芯、导磁材料及永磁体构成永磁辅助磁阻复合转子，随转轴一同旋转。该电机采用无位置传感器的驱动控制系统进行控制，采用电流、速度双闭环结构，内环为电流环，外环为速度环。本发明采用永磁辅助磁阻复合转子，提高电机效率和功率因数的同时能减小励磁电流和励磁损耗及功率变换器的容量，采用无位置传感器控制方法，消除位置传感器存在的复杂性、减小系统成本、提高控制系统可靠性及坚固性。

关键词：两组复合转子永磁体磁阻导磁材料高速电机永磁辅助转子铁芯减小转轴电机无位置传感器控制磁极驱动控制系统无位置传感器功率变换器双闭环结构电机效率电枢绕组定子铁芯复合结构功率因数控制系统励磁电流励磁损耗系统成本消除位置轴向永磁电流环定转子坚固性速度环传感器内环凸极

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一种反电动势电压过零检测的开窗宽度调整方法及系统

一种反电动势电压过零检测的开窗宽度调整方法及系统

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作者：侯永乐仝晨安 710000 陕西省西安市高新区科技二路72号西安软件园零壹广场B201

本申请提供一种反电动势电压过零检测的开窗宽度调整方法及系统，属于电机控制技术领域。包括：获取反电动势电压过零检测结果，获取反电动势电压过零时的转子角度；基于开窗起始时刻对应的转子位置角度，获取当前开窗宽度；基于预设电... 详细信息

标准号: CN118282279A

本申请提供一种反电动势电压过零检测的开窗宽度调整方法及系统，属于电机控制技术领域。包括：获取反电动势电压过零检测结果，获取反电动势电压过零时的转子角度；基于开窗起始时刻对应的转子位置角度，获取当前开窗宽度；基于预设电机转子噪声增益对当前开窗宽度进行初始开窗宽度计算，得到初始开窗宽度；基于预设电机转子噪声增益，寻找最优开窗宽度；基于最优开窗宽度以及当前开窗宽度得到当前开窗宽度误差；计算开窗起始时刻调整量；控制开窗点控制器基于开窗起始时刻调整量调整下一次开窗时的开窗宽度。可以通过实现开窗动作的自适应调节来保证了对电机反电动势电压过零的精确检测，可以提高无位置传感器控制系统的运行稳定性和效率。

关键词：开窗反电动势电压起始时刻电机转子过零检测噪声增益调整量预设无位置传感器控制电机控制技术运行稳定性自适应调节控制开窗宽度调整宽度计算宽度误差转子位置控制器转子零时电机检测申请保证

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永磁同步电机系统自抗扰控制策略研究

永磁同步电机系统自抗扰控制策略研究

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作者：姜峰华中科技大学

学位级别：博士

具备高转矩密度、高效率、调速性能好等优势的永磁同步电机是支撑制造业向高端化转型的重要动力基础。与此同时,其驱动装置正面临着严苛的性能要求。高性能永磁同步电机驱动系统应具备快响应、无超调、零静差等优良性能,面对复杂运行工... 详细信息

具备高转矩密度、高效率、调速性能好等优势的永磁同步电机是支撑制造业向高端化转型的重要动力基础。与此同时,其驱动装置正面临着严苛的性能要求。高性能永磁同步电机驱动系统应具备快响应、无超调、零静差等优良性能,面对复杂运行工况下的多样化扰动,为维持以上性能,系统还应具备对各类扰动的强鲁棒性。针对扰动抑制难题,融合经典控制理论和现代控制理论精髓的自抗扰控制技术应用前景广阔,其自有的“扰动估计+前馈补偿”结构在抑制扰动时具备突出优势,已引起国内外学者的广泛关注。然而,复杂运行工况中不可预见的多类型扰动却为自抗扰控制技术在永磁同步电机系统中的推广应用带来了挑战。本文依托自抗扰控制技术,聚焦有位置传感器系统和无位置传感器系统在抑制负载扰动、参数摄动、谐波扰动时面临的共性问题,以及无位置传感器系统在抑制负载扰动时面临的特有问题,从多维度开展永磁同步电机系统自抗扰控制策略的研究,为满足抗多型扰动的应用需求奠定基础。传统线性自抗扰控制器结构简单,调参便捷,但其误差反馈函数收敛效率不足,导致扩张状态观测器难以准确估计快速变化的负载扰动,系统的抗负载扰动性能因此受限。对此,本文提出一种线性/非线性切换误差反馈函数,其非线性区的“大误差大增益”特性迫使误差快速收敛,线性区的“小误差恒定增益”特性保证了低稳态噪声。为减少待整定参数数量,对切换函数作归一化处理。为确保切换过程平滑,提出等效增益不变原则。针对因非线性环节的存在而导致的稳定性分析难题,利用切换函数形式上的特殊性,通过等效增益变换对系统进行简化,推导了稳定性条件。得益于线性/非线性切换反馈函数的等效增益自适应变化特性,改进后的自抗扰控制系统在遭遇负载扰动时,较传统线性自抗扰控制系统表现出更小的转速波动,而稳态性能未受影响。复杂运行环境下出现的电机温升、磁路饱和、负载机械特性变化等问题,将不可避免地导致电机参数的改变。由电机参数摄动引发的额外扰动会加重扩张状态观测器的观测负担,延长收敛时间,影响系统性能。对此,本文利用扩张状态观测器的扰动估计特性来设计电机参数辨识方程,以提高系统的参数鲁棒性。首先,考虑机械参数摄动,重构转速环扩张状态观测器的扰动模型,推导了阻尼粘滞系数和转动惯量的辨识方程。其次,考虑电气参数摄动,重构交直轴电流环扩张状态观测器的扰动模型,推导了交直轴电感和定子电阻的辨识方程组。针对电参数辨识方程组因欠秩导致辨识值无法收敛的问题,引入双时间尺度概念,通过分时复用,交叉更新,确保结果收敛。针对逆变器非线性特性会影响电参数稳态辨识精度的问题,提出了一种误差补偿策略。所提辨识方法与自抗扰控制器融为一体,辨识环节采用了扩张状态观测器估算的扰动信息来计算辨识结果,因此具备较低的结构冗余度。由电机本体设计缺陷或驱动器硬件中各类非理想因素引发的谐波扰动,会造成电机转速、转矩波动,稳态运行性能下降。“扰动估计+前馈补偿”的结构特点决定了自抗扰控制器的抗扰性能在相当程度上依赖于扰动的估计精度。然而,受带宽的限制,传统扩张状态观测器难以对谐波扰动作出准确估计。对此,本文基于内模原理,引入具备选频特性和相序区分特性的复系数滤波器来改造传统扩张状态观测器的积分环节,提出复系数扩张状态观测器,以提升对谐波扰动的估计精度。同时,给出了观测器的频域和时域设计准则,并验证了稳定性。得益于复系数扩张状态观测器特有的谐波扰动估计能力,在其基础上设计的复系数自抗扰控制器具备了对指定次谐波扰动的抑制能力。进一步,考虑到实际系统中谐波扰动频谱的丰富性,为复系数滤波器设计多个中心频率,从而将复系数自抗扰控制器推广为多中心频率复系数自抗扰控制器,以实现对多频次正负相序谐波扰动的综合抑制。为提升系统可靠性,高性能永磁同步电机驱动器应当具备位置传感器故障时的驱动能力。然而,受转速/位置估计环节动态性能的限制,无感系统的抗负载扰动性能尚存在明显瓶颈,这限制了其在中高端应用领域的竞争力。对此,本文将自抗扰控制思想融入到无位置传感器控制系统的转速/位置估计环节中,以提升其动态估计性能。首先,依托反电势模型,设计了具有带宽自适应调节能力的二阶扩张状态观测器以估计反电势信息。其次,依托电机运动方程,设计了一种基于三阶扩张状态观测器的新型正交锁相环,以从估计反电势中提取转速/位置信息。为进一步提高负载扰动期间的转速估计精度,对电机运动方程作小信号分析,揭示了负载扰动期间的转速波动与转矩微分的定量关系,基于此,设计了一种转速估计补偿策略。该策略生成的补偿量与转矩微分成正比,因此补偿只发生在动态过程中。从而,无感系统的抗负载扰动性能在得到进一步提升的同时,稳态运行性能不会受到影响。

关键词：永磁同步电机自抗扰控制参数辨识谐波抑制无位置传感器控制

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低载波比下PMSM转子磁链观测器设计和弱磁控制策略研究

低载波比下PMSM转子磁链观测器设计和弱磁控制策略研究

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作者：伍超西安理工大学

学位级别：博士

随着电机制造技术和电力电子技术的快速发展,永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)因其具有功率密度大、响应速度快、能效利用高等优点,在工业中各个领域,特别是装备制造业领域,得到了广泛应用。其中有很大一部分PMS... 详细信息

随着电机制造技术和电力电子技术的快速发展,永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)因其具有功率密度大、响应速度快、能效利用高等优点,在工业中各个领域,特别是装备制造业领域,得到了广泛应用。其中有很大一部分PMSM用于中低端场合,因此通用型驱动器的需求量非常大。基于低成本高性能考虑,此时的无位置传感器控制策略需要满足大小电机功率算法相同、算法复杂度低、鲁棒性强等要求。特别对于低载波比下的转子磁链观测和弱磁控制,一方面低载波比下转子磁链观测的控制策略应具有良好的稳定性以及动态特性,另一方面低载波比下的弱磁控制策略也应具有优异的动静态特性。在上述背景下,本文围绕无位置传感器PMSM矢量控制的转子磁链观测和弱磁控制,主要开展以下研究内容:介绍了基于PMSM数学模型的矢量控制策略,包括PMSM数学模型建立;速度环、电流环PI调节器参数的整定;根据电流采样电路的偏差、逆变器非线性因素、电机参数变化等对磁链模型的影响,分析开环转子磁链观测器的失效机理;分析基于电压闭环的弱磁控制策略及其低载波比下所存在的问题。为了验证算法的有效性,搭建了三相电流传感器采样硬件平台和对拖加载系统。针对由磁链模型中的偏差量导致开环转子磁链观测器转子磁链估计不准确的问题,提出一种自适应补偿转子磁链观测器。该观测器将磁链积分器输出量中的直流分量和高次谐波分量通过PI调节器反馈到积分器的输入端,从而能够将磁链模型中的直流分量和高次谐波分量的幅值随时间t自然衰减,使得磁链积分器的输出量中仅含有基波分量,实现转子磁链的准确估计。该方法适用于表贴式和内嵌式PMSM,具有复杂度较小、可调变量少,以及对硬件电路和控制器要求较低的特点,容易低成本工程化实现。PMSM工作在低载波比的弱磁区域时,转子磁链观测器的性能对无位置传感器矢量控制系统的带载能力和稳定性有很大影响。针对自适应补偿转子磁链观测器在低载波比下存在失稳问题,提出一种带反馈延迟的自适应补偿转子磁链观测器,建立与载波比有关的PI调节器参数新表达式,从而改善磁链观测器在低载波比下的性能,使得转矩和电流环响应更快。同时,在离散域中,通过分析积分器采用不同欧拉离散方法时的稳定性,结合后向欧拉和梯形欧拉离散方法的优点,提出一种含载波比加权系数的改进欧拉离散方法,提升磁链观测器在低载波比下的稳定性。针对基于电压闭环的表贴式PMSM弱磁控制算法在低载波比的弱磁区域存在动态性能降低问题,提出一种自适应载波比的弱磁控制策略。该控制策略在电压闭环控制的基础上,增加了q轴电压控制环路,并且q轴电压约束条件随载波比自适应调节。对比仅使用基于电压闭环的弱磁控制策略,该弱磁控制策略在载波比降低时,提前调节励磁电流。当加载或卸载时,电流内环近似表现为转矩电流单轴调节,有利于转矩电流的快速响应,从而在载波比降低时提高动态带载性能。针对基于电压闭环的内嵌式PMSM弱磁控制策略在低载波比的弱磁区域,不仅存在和表贴式PMSM同样的问题,还存在电流环PI调节器饱和而造成的输出电压分配失控问题,提出一种带动态转矩电流限幅的单PI调节器弱磁控制策略,同步控制转矩电流与励磁电流,转矩电流的动态限幅可确保在低载波比下充足的电压调节裕量,同时,通过动态dq电流分配因子的调节,实现弱磁与非弱磁区域的平滑过渡,降低对非弱磁区域的电流效率影响。该弱磁控制策略基于电机控制中的速度环,而速度环的控制周期通常为固定值(一般为0.5ms,或者更长),因此该弱磁控制策略的动态性能既不受电流环速度降低的影响,也不受直流母线电压波动的影响。

关键词：永磁同步电机无位置传感器控制低载波比转子磁链观测器弱磁控制

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一种永磁同步电机离线参数辨识方法

一种永磁同步电机离线参数辨识方法

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作者：徐奇伟张雪锋王益明赵一舟张艺璇张伟周鑫宇张富齐 400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号

本发明公开一种永磁同步电机离线参数辨识方法，包括以下步骤：1)建立永磁同步电机的V/f控制系统，并利用所述V/f控制系统控制永磁同步电机旋转；2)对永磁同步电机转子进行预定位，并设置PWM开关模式；3)根据反馈电流调整占空比，记录... 详细信息

标准号: CN115411995B

本发明公开一种永磁同步电机离线参数辨识方法，包括以下步骤：1)建立永磁同步电机的V/f控制系统，并利用所述V/f控制系统控制永磁同步电机旋转；2)对永磁同步电机转子进行预定位，并设置PWM开关模式；3)根据反馈电流调整占空比，记录不同占空比对应的反馈电流稳定值，并计算电机的相电阻；4)计算固定占空比下的实际作用电压和相电感；5)在永磁同步电机空载时，采用V/f控制系统逐步增加电压和频率，直到永磁同步电机的转子转速达到磁链辨识的转速，计算永磁同步电机的磁链。本发明可在永磁同步电机无位置传感器控制参数辨识等领域广泛推广及应用。

关键词：永磁同步电机控制系统反馈电流占空比辨识磁链无位置传感器控制永磁同步电机转子电感固定占空比参数辨识离线参数逐步增加转子转速作用电压预定位电阻空载电机记录应用

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基于电流过采样的永磁同步电机转子位置估计策略

基于电流过采样的永磁同步电机转子位置估计策略

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作者：张航雷昱坤高林雨靳强 710048 陕西省西安市碑林区金花南路5号

本发明公开了基于电流过采样的永磁同步电机转子位置估计策略，具体为：以永磁同步电机基础电压和磁链模型为基础，获得离散化的定子电流变化量；将定子电流转为αβ轴下的电流，并对其进行过采样；将过采样得到离散电流点进行拟合，得... 详细信息

标准号: CN117614335A

本发明公开了基于电流过采样的永磁同步电机转子位置估计策略，具体为：以永磁同步电机基础电压和磁链模型为基础，获得离散化的定子电流变化量；将定子电流转为αβ轴下的电流，并对其进行过采样；将过采样得到离散电流点进行拟合，得到包含转子位置信息的电流变化量；对电流变化量和电压指令值进行反正切运算，得到估计转子位置信息。本发明方法中，通过电流过采样技术，捕捉电流斜率的微小变动，提高采样电流的精确度；通过高精度电流变化量，获得更精准的估计转子位置信息，实现了内置式永磁同步电机的高动态无位置传感器控制。

关键词：估计转子位置电流变化量定子电流变化量过采样内置式永磁同步电机无位置传感器控制永磁同步电机转子永磁同步电机转子位置信息反正切运算高精度电流采样电流采样技术电流斜率电压指令基础电压离散电流位置估计高动态离散化采样磁链拟合捕捉

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