检索结果-内蒙古大学图书馆

中国设备工程 2022年第9期 140-141页

作者：顾欣浙江国际海运职业技术学院浙江舟山316021

永磁无刷直流电机(BLDCM)有体积小、重量轻、效率高等优点,本文的电机本体设计按照已确定好的技术要求和技术参数,选择永磁材料,确定电磁负荷、极弧系数等主要电磁参数进行。并利用电机设计软件Rmxprt建立了电机模型同时对模型的运行进... 详细信息

永磁无刷直流电机(BLDCM)有体积小、重量轻、效率高等优点,本文的电机本体设计按照已确定好的技术要求和技术参数,选择永磁材料,确定电磁负荷、极弧系数等主要电磁参数进行。并利用电机设计软件Rmxprt建立了电机模型同时对模型的运行进行了分析,利用电机的参数与齿槽的变化关系分析转矩和扭矩对齿槽槽口大小的影响,进而优化永磁体结构。

关键词：无刷直流电机 Ansoft Rmxprt 无位置传感器反电动势法

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带LC滤波器永磁同步电机控制关键技术研究

带LC滤波器永磁同步电机控制关键技术研究

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作者：王明辉哈尔滨工业大学

学位级别：博士

目前,几乎所有永磁同步电机控制器都使用PWM技术。在钻井平台、海底勘探等使用长距离传输线的应用中,PWM波会导致传输线中出现较高反射效应,严重时甚至烧毁电机。在逆变器与电机之间安装LC滤波器是一种简便而有效的抑制反射效应的方法... 详细信息

目前,几乎所有永磁同步电机控制器都使用PWM技术。在钻井平台、海底勘探等使用长距离传输线的应用中,PWM波会导致传输线中出现较高反射效应,严重时甚至烧毁电机。在逆变器与电机之间安装LC滤波器是一种简便而有效的抑制反射效应的方法。但是,在带LC滤波器的永磁同步电机控制策略中,还存在一些不足。LC滤波器会改变系统零状态响应特性,导致基于电压脉冲注入法的转子初始位置辨识可能发生误差较大甚至辨识失败的问题。LC滤波器还会使电机控制系统数学模型发生改变,导致传统双闭环控制性能下降。传统基于模型的无位置传感器控制与驱动系统故障诊断方法可能存在误差较大甚至不收敛问题。现有解决方案存在方法复杂、成本高等问题。本文致力于解决上述问题,从系统数学模型出发,对转子初始位置辨识、闭环控制、无位置传感器控制、故障诊断及容错控制等问题进行研究。本文所做工作包括以下四方面:为解决LC滤波器引起的传统电压脉冲注入法可能出现误差较大甚至辨识失败的问题,对转子初始位置辨识策略进行了研究。加入LC滤波器后,注入电压脉冲时,其电流响应为三阶系统响应,电流响应中包含较多高次谐波,因此使用传统脉冲注入方法会存在辨识误差较大的问题。对误差问题进行了分析,推导了带LC滤波器的永磁同步电机等效电路网络传递函数,其低阶分量表达式形式与不带LC滤波器时接近。提出了基于函数拟合的初始位置辨识策略,使用二阶巴特沃特滤波器滤除电流谐波后,对滤波后数据进行函数拟合,并通过时间常数判断电感大小,辨识转子初始位置,从而解决了检测误差较大甚至失败的问题。实验结果验证了提出的初始位置辨识策略的有效性。为提高系统动态性能,针对带LC滤波器的永磁同步电机滑模控制策略进行了研究。由于传统双闭环矢量控制方法无法控制LC滤波器,因此使用传统方法会降低控制性能。针对上述问题,推导了系统数学模型,提出了基于趋近律的带LC滤波器永磁同步电机滑模控制方法,推导了闭环控制表达式,解决了LC滤波器引起的控制性能降低问题,并探讨了控制器参数设计方法。通过仿真与实验对比了串联型PI控制与提出的滑模控制策略,验证了提出的滑模控制策略的先进性。为解决LC滤波器引起的传统观测器方法可能导致误差较大甚至发散的问题,针对无位置传感器控制问题进行了研究。由于LC滤波器导致系统模型改变,LC滤波器输入端与电机端电压、电流不同,传统基于模型构建的观测器误差较大甚至不能直接应用。针对上述问题,分别构建全阶PI观测器与全阶滑模观测器进行反电动势估计,研究了观测器增益矩阵设计方法,解决了传统观测器的问题。在此基础上,提出了双锁相环复合控制方法,结合正交型锁相环与低速型锁相环的特点,在中间区域使用最小均方根法融合两种锁相环的计算结果,提高了该区域无位置传感器控制效果。最后,对上述提出方法进行仿真与实验验证。为解决LC滤波器引起的传统方法可能出现检测误差或不收敛,以及电容支路故障问题,对逆变器、电容支路开路故障诊断及容错控制策略进行了研究。由于系统模型变化,故障观测器是基于模型而构建,故障诊断方法需进行相应修改。因此,构造了考虑LC滤波器的故障观测器,以故障观测器为基础,分析了故障特征,使用了基于电压残差的功率器件开路故障诊断方法,提出了基于最小二乘法的故障提取方法。提出了基于绝对平均电流的LC滤波器电容支路开路故障诊断方法,并推导了故障特征。在之前研究基础上,对三相四开关型容错拓扑进行修改,使其适应于带LC滤波器的永磁同步电机容错控制,并分析LC滤波器的影响。通过仿真与实验对上述方法进行有效性验证,从而实现带LC滤波器PMSM驱动系统的故障诊断与容错控制。

关键词：永磁同步电机输出型LC滤波器滑模控制无位置传感器故障诊断初始位置辨识容错控制

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双凸极永磁调速电机无位置传感器检测研究

双凸极永磁调速电机无位置传感器检测研究

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第十八届中国小电机技术研讨会

作者：谢卫才杨奇飞贺斌张海湖南工程学院电气信息学院湖南湘潭 411101

转子位置检测是双凸极永磁调速电机的重要环节,提出了利用BP神经网络来实现无位置传感器的转子位置检测方法,以电机绕组的相电流、磁链作为输入,转子位置作为输出,建立电机绕组电流、磁链与转子位置之间的非线性映射.真结果证明基于神... 详细信息

转子位置检测是双凸极永磁调速电机的重要环节,提出了利用BP神经网络来实现无位置传感器的转子位置检测方法,以电机绕组的相电流、磁链作为输入,转子位置作为输出,建立电机绕组电流、磁链与转子位置之间的非线性映射.真结果证明基于神经网络的双凸极永磁调速电机的无位置检测不仅简化了系统的复杂性,提高了系统的的动态特性.

关键词：双凸极永磁调速电机无位置传感器转子位置检测方法 BP神经网络

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变频洗衣机无位置传感器技术研究

变频洗衣机无位置传感器技术研究

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2013中国清洁器具技术论坛

作者：吴强无锡小天鹅股份有限公司江苏无锡214028

本文介绍了无位置传感器控制技术的基本原理,总结了现有的各种转子位置估算法的优缺点.并在此基础上,提出了一种适合于洗衣机控制系统的永磁同步电动机转子位置估算方法.借助于永磁同步电动机数学模型,通过理论推导,阐述了PLL全解状态... 详细信息

本文介绍了无位置传感器控制技术的基本原理,总结了现有的各种转子位置估算法的优缺点.并在此基础上,提出了一种适合于洗衣机控制系统的永磁同步电动机转子位置估算方法.借助于永磁同步电动机数学模型,通过理论推导,阐述了PLL全解状态观测器的建立方法,在洗衣机矢量控制系统上实现了转子位置检测与估算.

关键词：变频洗衣机控制系统无位置传感器转子位置估算永磁同步电动机

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一种新型无位置传感器算法的实现

一种新型无位置传感器算法的实现

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湖北省电工技术学会、武汉电工技术学会2013年度学术年会、第五届“智能电网”暨“电机能效提升”发展论坛

作者：梁业庭大力电工襄阳股份有限公司武汉技术中心

交流同步电机因其功率因数可调、效率高等优点,在大功率电气传动领域独占鳌头,无换向器电机是适合同步电机软启动和调速的传动系统。本文针对无换向器电机最薄弱的环节-转子位置检测器,提出一种全程式转子电气位置检测方法,彻底摆脱机... 详细信息

交流同步电机因其功率因数可调、效率高等优点,在大功率电气传动领域独占鳌头,无换向器电机是适合同步电机软启动和调速的传动系统。本文针对无换向器电机最薄弱的环节-转子位置检测器,提出一种全程式转子电气位置检测方法,彻底摆脱机械位置传感器。

关键词：无位置传感器转子位置检测端电压检测法晶闸管换相

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一种新型无位置传感器算法的实现

一种新型无位置传感器算法的实现

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湖北省电工技术学会、武汉电工技术学会2013年度学术年会、第五届"智能电网"暨"电机能效提升"发展论坛

作者：梁业庭大力电工襄阳股份有限公司武汉技术中心

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基于滑模变结构控制的永磁同步电机矢量控制系统

基于滑模变结构控制的永磁同步电机矢量控制系统

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作者：陈连兵南昌航空大学

学位级别：硕士

传统燃油汽车以石油作为动力来源,大量的尾气排放不仅对环境产生了严重的影响,同时也威胁到人们的身体健康。近年来,由于大气污染带来的全球气候问题和能源短缺问题进一步加深,各国开始大力推进新能源电动汽车的发展。新能源电动汽车避... 详细信息

传统燃油汽车以石油作为动力来源,大量的尾气排放不仅对环境产生了严重的影响,同时也威胁到人们的身体健康。近年来,由于大气污染带来的全球气候问题和能源短缺问题进一步加深,各国开始大力推进新能源电动汽车的发展。新能源电动汽车避免了汽车尾气带来的环境问题的同时也减轻了传统汽车对不可再生能源的高度依赖。电机作为电动汽车的直接动力输出,是否拥有良好的性能对电动汽车的安全性和运动品质至关重要。永磁同步电机（PMSM）与其他驱动电机相比其动态性能和稳定性更好,成为目前电动汽车领域中的最优选择。本文以PMSM作为研究对象,对其矢量控制系统进行了研究。针对传统PI控制在高性能电机控制领域中存在的不足,本文对滑模变结构控制技术在PMSM矢量控制系统中的应用进行了研究。由于滑模变结构控制技术具有对参数摄动的不敏感性和快速响应能力,可大幅提升PMSM在运行过程中的动态性能,进而成为了目前电机控制领域中的研究热点。本文首先阐述了滑模变结构控制的原理和其自身所存在的抖振问题。然后,针对抖振产生的根本原因进行了分析,选取指数趋近律对运动状态点的趋近速度进行协调处理。最后针对所确定的控制方案对滑模速度控制器进行了详细的设计,并在Matlab/Simulink中搭建了仿真模型。同时在相同仿真环境、相同电机参数下与PI控制进行对比仿真实验,验证了指数趋近律滑模变结构控制算法在PMSM速度控制中的优良性能。其次,在PMSM的运行过程中能够准确获取转子的实时位置和速度信息是保证整个控制系统正常运行的必要条件。目前,在电动汽车领域,PMSM多采用机械式传感器。然而,机械式传感器易受外界环境因素干扰同时也增加了生产成本。而无位置传感器技术是通过电机运行中的可测电信号经过相应的算法解析出实时的转速和位置信息,无需安装传感器固件。从而有效避免了机械式传感器所存在的弊端。所以,本文又对无位置传感器控制技术在PMSM控制系统中的应用进行了研究。为进一步将滑模变结构控制技术所具备的独特鲁棒性在控制系统中应用,本文在速度和位置的估计环节设计了自适应滑模观测器。同时,采用锁相环对转速和位置信息进行计算输出,实现了在速度外环中滑模控制技术在速度反馈和速度调节中的双应用。并针对此方案进行了仿真实验与分析。最后,对PMSM控制器的软硬件进行了设计,并以所设计的控制器为实验平台进行了实验。结果表明,本文所设计的PMSM矢量控制系统具有理想的控制效果。进一步验证了所设计的控制器与控制方案组成的完整控制系统的有效性。

关键词：永磁同步电机滑模变结构控制自适应滑模观测器无位置传感器

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永磁同步电机无速度传感器直接转矩控制策略的研究

永磁同步电机无速度传感器直接转矩控制策略的研究

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作者：郑斐之太原科技大学

学位级别：硕士

永磁同步电机的设计额与一般电机不同,它的构成简单并且高效,得到了人们的巨大关注。在资源日益溃泛的当代,使用永磁同步电机能够节约化石资源。虽然其高效,但是无法掩盖控制方式的不足的弊端。机械传感器的问世,虽然可以在一定的基础... 详细信息

永磁同步电机的设计额与一般电机不同,它的构成简单并且高效,得到了人们的巨大关注。在资源日益溃泛的当代,使用永磁同步电机能够节约化石资源。虽然其高效,但是无法掩盖控制方式的不足的弊端。机械传感器的问世,虽然可以在一定的基础上实现对电机的控制,但是在外界条件恶劣的环境下,容易失去稳定性,而且还会增加投资和维护的成本。永磁同步电机无速度传感器控制策略能够减小电机的体积,减少维护成本,最重要的方面是可以使得极大的改善电机控制系统可靠性,使得电机能安全运行。本文首先对影响电机的参数进行入手,得到影响电机运行的参数。对于传统的直接转矩控制,虽然能够满足一般的的控制方式,但是对于精密控制方面有些不足,不可避免地转矩脉动大会影响控制精度,为解决这个问题,引入基于SVPWM的直接转矩控制。其次为了解决传统的直接转矩控制的弊端,将控制电机运行状态的开关进行改进,即引入SVPWM控制开关。为了实现无速度传感器的的控制,引入MRAS技术,根据电机的种类和电机参数选择合适的自适应率实现对电机状态的在线估计。但是在电机低速时会存在检测死区,很难对电机的转子作到精准检测。为了提高电机在启动初期,对转子的信息不能实时辨识的问题,引进高频信号注入的方式。最后利用MATLAB进行仿真验证,符合控制规范。最后,采用TI公司的TMS320F28335DSP芯片为电机控制核心组成部分,通过实验平台的搭建,证明在实际情况下,本文所采用的控制方法能够满足基本的控制要求。

关键词：永磁同步电机直接转矩控制无位置传感器 MRAS控制高频电压注入

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基于改进高频注入法和滑模观测器的PMSM控制算法研究

基于改进高频注入法和滑模观测器的PMSM控制算法研究

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作者：张志明湖南大学

学位级别：硕士

永磁同步电机,以其构造简单、功率密度大、效率高等突出性能特点,成为高速电主轴磨削系统、高速离心式空压机等传动系统的重要动力来源。无论是高速电机还是常规电机驱动控制系统,电机转子位置和速度的准确值是实现永磁同步电机磁场定... 详细信息

永磁同步电机,以其构造简单、功率密度大、效率高等突出性能特点,成为高速电主轴磨削系统、高速离心式空压机等传动系统的重要动力来源。无论是高速电机还是常规电机驱动控制系统,电机转子位置和速度的准确值是实现永磁同步电机磁场定向矢量控制必不可少的前提条件。在高速机械中,用以测量电机转子位置和速度的位置传感器会带来安全隐患、新的故障点和成本问题,而且安装位置受到限制,这限制了高速永磁同步电机的应用。为此,本文研究了永磁同步电机无位置传感器磁场定向矢量控制技术,主要研究工作与成果有:1.提出一种基于改进高频脉振电压注入法的永磁同步电机控制算法。提出的改进高频脉振电压注入法,将高频脉振电压注入到dq坐标系的直轴中,通过对定子电流αβ轴分量而不是dq轴分量的分析,得到电机转子位置信号,解决了传统控制方法所存在的电机凸极性不明显的问题。该方法直接对定子电流αβ轴分量进行调制并通过低通滤波器,得到含有电机转子位置的信号,移除了传统控制方法所不可或缺的带通滤波器,系统结构得到了简化,并改善了系统动态控制性能。2.提出一种基于改进滑模观测器的永磁同步电机控制算法。滑模观测器由于控制系统切换函数的存在,系统结构产生随时间变化的开关特性,使得系统的控制是非连续的,导致滑模控制在滑动模态下存在高频抖振问题。而基于sign符号函数的传统滑模观测器控制系统因系统结构高频切换导致的高频抖振问题尤为严重。提出的改进滑模观测器,使用分段指数型函数而不是传统滑模观测器中所使用的sign符号函数,可以有效削弱高频抖振,而且电机转子位置和速度估计精度更高,控制系统稳定性更强。3.通过将改进高频脉振电压注入法与改进滑模观测器相结合,优势互补,建立永磁同步电机全速范围内的转子位置和速度观测器。为了实现控制算法的平滑切换,提出一种新的切换策略,利用指数型加权函数α,实现改进高频脉振电压注入法到改进滑模观测器的平滑切换。4.在MATLAB/Simulink软件平台上搭建基于改进高频脉振电压注入法和滑模观测器的永磁同步电机控制算法仿真模型,仿真结果表明该控制算法解决了传统控制算法所存在的问题,控制效果较好。在以TI的TMS320F28335 DSP为核心的硬件平台上所进行的实验验证了该控制算法的有效性和可行性。

关键词：永磁同步电机无位置传感器高频脉振电压注入法滑模观测器

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基于脉振高频电流注入SPMSM低速无位置传感器控制

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电工技术学报 2012年第7期27卷 139-145页

作者：刘颖周波冯瑛赵承亮南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京210016

针对转子磁钢表贴式永磁同步电动机(SPMSM),提出了一种基于脉振高频电流注入的低速无位置传感器控制的新方法。其原理是在估计的同步旋转坐标系直轴上注入高频正弦电流,通过检测交轴电流环PI调节器的输出电压量,获得含有转子位置估计误... 详细信息

针对转子磁钢表贴式永磁同步电动机(SPMSM),提出了一种基于脉振高频电流注入的低速无位置传感器控制的新方法。其原理是在估计的同步旋转坐标系直轴上注入高频正弦电流,通过检测交轴电流环PI调节器的输出电压量,获得含有转子位置估计误差的信号,对此进行适当的信号处理得到估计转子位置角,从而实现无位置传感器控制。对该方法进行了理论分析、仿真与实验验证,结果表明该方法在低速和零速下均能准确地检测电动机转子的位置和速度,相较于脉振高频电压信号注入法,所提出的方法结构更简单,且稳定性更高。

关键词：永磁同步电动机无位置传感器脉振高频电流信号低速

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