检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：宗法鑫浙江理工大学

学位级别：硕士

电机作为能量转换设备被广泛的应用于船舶军舰、航空航天、电动汽车、工业生产等领域。目前我国能源紧缺问题日益严峻,电机作为工业生产领域的关键设备,其消耗的能源可占工业总能耗的50%以上,因此探讨如何降低电机的制造成本、提高电机... 详细信息

电机作为能量转换设备被广泛的应用于船舶军舰、航空航天、电动汽车、工业生产等领域。目前我国能源紧缺问题日益严峻,电机作为工业生产领域的关键设备,其消耗的能源可占工业总能耗的50%以上,因此探讨如何降低电机的制造成本、提高电机效率,对于降低工业能耗、缓解能源危机、助力“双碳目标”有着重要意义。在此背景下,同步磁阻电机因其效率较高、转子结构简单、成本较低的优点,被视为在工业领域中替换异步电机和永磁同步电机的理想电机。同步磁阻电机的驱动方案主要有矢量控制(FOC)和直接转矩控制(DTC)两种,DTC方法关注转矩环和磁链环的反馈,控制结构简单,且鲁棒性好,与同步磁阻电机高转矩响应的特点相契合。而目前的同步磁阻电机直接转矩控制方案中,转子位置信息的获取多依赖于光电编码器等位置传感器。但在实际应用中,位置传感器的加装一方面会使电机体积变大,接线更复杂,甚至带来同心度偏移的问题,另一方面,在高温潮湿等环境下,传感器的检测精度明显下降,进而影响系统的可靠性。对此,本文以降低系统成本和提高系统可靠性为目标,针对同步磁阻电机直接转矩控制方法展开研究。首先,对同步磁阻电机运行原理进行阐述,并构建其在不同坐标系下的数学模型。在对基于定子磁链模型的无传感器直接转矩控制方案(SFM-DTC)存在的问题进行分析后,提出一种改进滑模观测器设计来实现无位置传感器控制,其中包括一种分段饱和函数的趋近律设计和一种自适应滑模增益设计;提出一种基于瞬时功率理论的磁链补偿策略,其中包括一种基于瞬时有功功率的磁链角度补偿策略和一种基于瞬时无功功率的磁链幅值补偿策略;提出一种基于小信号模型的同步磁阻电机直接转矩控制的稳定性分析方法。而后将上述理论分析进行系统集成,得到了基于改进SMO和磁链补偿策略的同步磁阻电机无传感器直接转矩控制(SMO-FC-DTC)系统。其次,为了验证所提出的无传感器直接转矩控制方案的正确性和有效性,本文在Simulink环境中构建了对应的模型,并在启动性能、抗负载扰动性能等方面,分别对传统有传感器的直接转矩控制、基于定子磁链模型的无传感器直接转矩控制(SFM-DTC)、基于改进SMO和磁链补偿策略的无传感器直接转矩控制(SMO-FC-DTC)进行了详细的仿真测试与分析。由仿真结果知,所提出的SMO-FC-DTC在各个工况下运行良好;在中高速工况下,SMO-FC-DTC相比传统有传感器的直接转矩控制系统在上升时间和稳态转速波动方面相接近,相比于SFM-DTC有效降低了稳态时的转速波动和稳态误差;在低速满载工况下,SFM-DTC无法达到给定转速且转矩脉动明显,而SMO-FC-DTC在该工况下运行良好,有效提高了系统带载能力;在抗负载扰动实验中,SMO-FC-DTC突加突卸负载后转速波动更小,与传统有传感器的直接转矩控制相接近。因此,本文所提出的基于改进SMO和磁链补偿策略的无传感器直接转矩控制系统动态性能和静态性能均较好。最后,设计了同步磁阻电机无传感器直接转矩控制系统的软硬件方案,搭建了对应的实验平台,并基于Code Composer Studio软件完成代码的编写工作。基于该实验平台,分别对传统有传感器的同步磁阻电机DTC系统、基于定子磁链模型的同步磁阻电机无传感器DTC系统、基于改进SMO和磁链补偿策略的同步磁阻电机无传感器DTC系统进行启动性能测试和抗负载扰动性能测试。对实验结果分析可知:本文提出的同步磁阻电机无传感器DTC算法在各个工况下均运行良好,同时在启动时间、稳态波动和受负载冲击后的速度波动、恢复时间等方面与有传感器DTC方法相接近,明显优于基于定子磁链模型的同步磁阻电机无传感器DTC方法,可以保证在去除位置传感器、降低系统成本的同时,保证系统总体性能良好。

关键词：同步磁阻电机直接转矩控制无位置传感器滑模观测器瞬时功率理论

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低速重载工况下的永磁同步电机无传感器运行控制策略

低速重载工况下的永磁同步电机无传感器运行控制策略

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作者：宋江南江苏科技大学

学位级别：硕士

永磁同步电机有许多优点,例如高功率密度、高精度、小体积、低噪音等,永磁同步电机广泛应用于各种领域,包括自动控制系统、医疗设备、工业生产设备、家电、电动汽车等领域。永磁同步电机的控制系统包括有位置传感器和无位置传感器控制... 详细信息

永磁同步电机有许多优点,例如高功率密度、高精度、小体积、低噪音等,永磁同步电机广泛应用于各种领域,包括自动控制系统、医疗设备、工业生产设备、家电、电动汽车等领域。永磁同步电机的控制系统包括有位置传感器和无位置传感器控制。有位置传感器控制一般使用霍尔传感器等来获取转子位置,但是机械传感器会伴随一些问题,如体积大、成本高和安装精度要求高等,有位置传感器的控制系统在各种工况下的适应性和可靠性都有些不足。因此,无位置传感器的控制技术成为了当前的研究热点。在低速重载工况下无传感器控制系统存在电机角度和转速估算不准确的问题,从而影响电机的稳定性。为解决此问题,本文提出将磁链观测器与MARS参数辨识算法相结合,通过对两种算法的改进优化,提高低速重载工况下的永磁同步电机无传感器控制的运行稳定性和可靠性。论文的主要内容如下: (1)建立了PMSM电磁模型,论述了PMSM矢量控制的整体控制方案,对SVPWM的基本原理进行了详细阐述。最后在Matlab/Simulink建立永磁同步电机矢量控制仿真模型。 (2)针对传统磁链观测器纯积分环节出现的直流偏置问题,提出一种改进的磁链观测器,首先选用电压电流混合模型的磁链观测器,将改进的二阶广义积分模型作为电压模型,其次引入有效磁链简化观测器结构,解决传统磁链观测器出现的直流偏置问题,实现在低速重载工况下的永磁同步电机的转子位置和转速信息观测的准确性。 (3)针对永磁同步电机在低速重载工况下运行中受电机内阻变化的影响,导致运行系统的不稳定。提出一种新型MARS参数辨识算法,通过分步辨识解决多参数辨识出现的失秩问题,并将辨识得到的电机参数反馈给磁链观测器,进一步提高低速重载工况下的运行稳定性。 (4)搭建实验平台,详细介绍了实验平台的硬件和软件的设计搭建。在搭建的实验平台上对改进算法进行验证,实验验证表明了改进算法的可行性。

关键词：永磁同步电机无位置传感器磁链观测器参数辨识

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基于基波PWM激励和简化电流斜率测量的多相永磁同步电机转子位置估测技术

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电机与控制应用 2023年第12期50卷 10-20页

作者：曲硕高强李睿上海交通大学智慧能源创新学院上海200240 上海交通大学电子信息与电气工程学院电气工程系上海200240 电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海交通大学上海200240 上海交通大学风力发电研发中心上海200240

当前基于逆变器基波脉宽调制激励的双三相永磁同步电机(DTP-PMSM)无位置传感器的算法无需注入高频信号即可实现低速和零速控制。但是,该方法在非零电压矢量期间需要多次对电流进行采样,算法的实施比较复杂,对硬件要求较高,阻碍了这种方... 详细信息

当前基于逆变器基波脉宽调制激励的双三相永磁同步电机(DTP-PMSM)无位置传感器的算法无需注入高频信号即可实现低速和零速控制。但是,该方法在非零电压矢量期间需要多次对电流进行采样,算法的实施比较复杂,对硬件要求较高,阻碍了这种方法在工业中的实际运用。为此,本文研究了一种改进算法。该方法直接利用DTP-PMSM本身的凸极效应,从静止坐标系下,以同步采样的方式提取相邻两个PWM周期内平均电流变化率,进而实现转子位置估测。此新方法实现了为位置估测进行的电流采样与为电流环控制进行的电流采样之间的同步,大幅降低了算法的实施难度。论文最后通过仿真验证了所提新方法在低速和零速运行条件下的有效性。

关键词：双三相永磁同步电机无位置传感器凸极效应同步采样

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基于方波信号注入的永磁同步电机位置检测方法研究

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船电技术 2023年第8期43卷 19-22页

作者：郝清亮何忠祥徐为勇武汉船用电力推进装置研究所武汉430064

针对本文研究对象船用无轴推进永磁同步电机,本文给出了一种基于方波信号注入的永磁同步电机位置检测方法。根据两相静止坐标系下高频模型,通过定子高频电流分量获得位置辨识偏差信息,进而通过机械PID型Luenberger位置跟踪观测器得到位... 详细信息

针对本文研究对象船用无轴推进永磁同步电机,本文给出了一种基于方波信号注入的永磁同步电机位置检测方法。根据两相静止坐标系下高频模型,通过定子高频电流分量获得位置辨识偏差信息,进而通过机械PID型Luenberger位置跟踪观测器得到位置信息。最后通过仿真验证了本文理论分析的正确性和所提策略的有效性。

关键词：永磁同步电机无位置传感器方波注入 Luenberger

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珠海运控推新品无位置传感器三相电机驱动器

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伺服控制 2014年第7期 24-24页

珠海运控近日推出两款无位置传感器三相电机驱动器——SLAVD35系列低压无位置传感器三相感应异步电机驱动器和SLPVD35系列低压无位置传感器三相永磁同步电机驱动器。

关键词：无位置传感器电机驱动器三相海运永磁同步低压

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基于三闭环控制系统的BLDC转矩脉动抑制分析

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兰州文理学院学报（自然科学版） 2023年第4期37卷 68-73页

作者：曹子沛 Annisa binti Jamali 任远林沐娟安徽工商职业学院应用工程学院安徽合肥231131 砂拉越大学工程学院砂拉越州古晋市94300

为解决无位置传感器无刷直流电机存在转矩脉动的问题,本文基于传统的双闭环控制,增加功率环,建立三闭环控制系统,利用分阶段控制策略,减小电机的母线电流脉动和转矩脉动.首先利用MATLAB/Simulink软件建立传统的双闭环控制模型,提出功率... 详细信息

为解决无位置传感器无刷直流电机存在转矩脉动的问题,本文基于传统的双闭环控制,增加功率环,建立三闭环控制系统,利用分阶段控制策略,减小电机的母线电流脉动和转矩脉动.首先利用MATLAB/Simulink软件建立传统的双闭环控制模型,提出功率抑制闭环控制的研究方法以及推导公式;然后建立三闭环控制系统模型,通过仿真结果验证结论;最后利用DSPIC33F单片机控制平台验证了控制策略能够很好抑制转矩脉动,改进后的系统具有较好的鲁棒性.

关键词：转矩脉动 BLDCM 无位置传感器三闭环控制方法

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内置式永磁同步电机恒流频比控制改进策略

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汽车电器 2023年第10期 87-89页

作者：张文远韩福强苗强杨冬鹏张本轩潍柴动力股份有限公司山东潍坊261061

对无位置传感器内置式永磁同步电机恒流频比控制策略进行研究。针对d、q轴电感不相等,在转子初始位置定位后,提出基于给定电流启动的角度补偿法,可以避免启动时产生负扭矩,降低失步风险,减小转速振荡。仿真结果表明,改进的恒流频比控制... 详细信息

对无位置传感器内置式永磁同步电机恒流频比控制策略进行研究。针对d、q轴电感不相等,在转子初始位置定位后,提出基于给定电流启动的角度补偿法,可以避免启动时产生负扭矩,降低失步风险,减小转速振荡。仿真结果表明,改进的恒流频比控制策略可以使电机快速稳定启动,具有良好的性能和可靠性。

关键词：无位置传感器永磁同步电机恒流频比控制角度补偿

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基于DSP的水平井牵引器驱动电机控制系统新型控制算法仿真

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仪器仪表与分析监测 2023年第3期 1-6页

作者：周文洁朱清祥陈永军阮波长江大学电子信息学院湖北荆州434023

水平井牵引器使用无位置传感器控制的无刷直流电机(BLDCM)作为驱动电机,能够适应恶劣工作环境,在水平井牵引器领域有着广泛的应用。在实际页岩气开采工况中,电机达到一定转速后,继续升高电压会产生失步现象,针对这种情况本文提出了一种... 详细信息

水平井牵引器使用无位置传感器控制的无刷直流电机(BLDCM)作为驱动电机,能够适应恶劣工作环境,在水平井牵引器领域有着广泛的应用。在实际页岩气开采工况中,电机达到一定转速后,继续升高电压会产生失步现象,针对这种情况本文提出了一种新型控制算法,使用了新的换相时刻计算及相位补偿算法,搭建了基于TMS320F28335型DSP的仿真系统实验平台。

关键词： DSP BLDC 水平井牵引器无位置传感器

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高速无位置传感器风扇电机控制系统研究

高速无位置传感器风扇电机控制系统研究

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作者：安芳哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着电信设备行业集成度的不断提高，设备单位体积产生的热量也不断增加。为了解决热量传出的问题，论文开展高速风扇的研究。无刷直流电机以其可靠性高、效率高、维护方便和调速性能好等优点，在主流通信设备用风扇领域得到越来越广泛... 详细信息

随着电信设备行业集成度的不断提高，设备单位体积产生的热量也不断增加。为了解决热量传出的问题，论文开展高速风扇的研究。无刷直流电机以其可靠性高、效率高、维护方便和调速性能好等优点，在主流通信设备用风扇领域得到越来越广泛的应用；然而无刷直流电机中位置传感器既增加了成本，又使得产品可靠性变差，故本论文开展高速无位置传感器无刷直流风扇的研究。目前，工业中常用的是三相全桥驱动的绕组Y型连接的无刷直流电机。对于无位置传感器控制来说，反电动势信号在三相全桥驱动方式下不能无干扰的直接检测。三相独立桥驱动方式下，无刷直流电机的三相绕组独立进行控制，可以无干扰的检测反电动势信号。同时在三相独立桥驱动方式下，电机绕组等效为并联连接，可以在相同电压的情况下提供更大的转矩或转速。论文对上述两个优点进行了数学推导并通过仿真进行验证。三相独立桥驱动的换相点同样是在滞后反电动势过零点30°电角度的位置。超前或者滞后换相都会产生大的电流波动，造成电机转矩波动剧烈，使整机效率变低。对于风机负载，转速越高，负载越大，为了保证电机的效率，本论文通过编程实现在不同的转速下，绕组电流总是处在反电动势正中间的位置。电机在静止或者低速时，无法正常启动。这是因为此时反电动势为零或非常小，转子的位置信息不能通过检测反电动势信号而获得。论文使用传统三段式启动法，对启动过程进行了详细的数学推导，获得了外同步加速换相时间斜坡图，根据斜坡图软件编程实现电机启动。本论文以英飞凌公司的XC886为控制芯片设计了电机的控制系统，并将控制方案应用到风扇样机上。实验结果证明，本论文设计方案中采用的三相独立桥驱动能无干扰的检测反电动势信号，并且电机在论文推导获得的外同步加速换相时间下可以实现顺利启动并保证稳定运行，证明了设计方案的可行性。

关键词：无刷直流电机无位置传感器三相独立桥驱动反电动势法

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无感无刷直流风机控制器的设计

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安徽水利水电职业技术学院学报 2023年第2期23卷 50-54页

作者：胡飞唐贤传李敏芜湖职业技术学院安徽芜湖241006

针对低压无感无刷直流风机,提出“STM8S+PT2522”的架构来设计无刷直流风机控制器。设计了场效应管驱动、PT2522及STM8S外围电路,根据相电流波形及运行效果调试无刷直流电机所需的各项参数并固化进PT2522,STM8S可调整风机转速并得到电... 详细信息

针对低压无感无刷直流风机,提出“STM8S+PT2522”的架构来设计无刷直流风机控制器。设计了场效应管驱动、PT2522及STM8S外围电路,根据相电流波形及运行效果调试无刷直流电机所需的各项参数并固化进PT2522,STM8S可调整风机转速并得到电机的运行参数。设计完成的新型风机控制器集成度更高、噪音更小,目前已经用于实际生产中。

关键词：无刷直流风机无位置传感器反电动势(BEMF)

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