检索结果-内蒙古大学图书馆

电气传动 2021年第5期51卷 10-14,44页

作者：曹新平尹忠刚张彦平张延庆西安理工大学电气工程系陕西西安710048 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室陕西西安710049

针对传统全阶滑模观测器存在抖振及观测精度差的问题,提出一种改进全阶滑模观测器的内置式永磁同步电机无位置传感器控制策略。该策略采用准符号函数代替非线性符号函数作为切换函数,并且利用Lyapunov函数和等效控制的思想对系统进行稳... 详细信息

针对传统全阶滑模观测器存在抖振及观测精度差的问题,提出一种改进全阶滑模观测器的内置式永磁同步电机无位置传感器控制策略。该策略采用准符号函数代替非线性符号函数作为切换函数,并且利用Lyapunov函数和等效控制的思想对系统进行稳定性分析;在此基础上,为了避免电机转速大小变化影响转子位置的估计精度,设计了与电机转速相关的自适应滑模增益。最后,在2 kW IPMSM矢量控制实验平台上验证了所提无位置传感器控制策略的正确性和有效性。

关键词：内置式永磁同步电机全阶滑模观测器抖振抑制无位置传感器

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一种永磁同步电机全速域转子信息估算方法

一种永磁同步电机全速域转子信息估算方法

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作者：乔宏波 230000 安徽省合肥市中国(安徽)自由贸易试验区合肥市高新区创新大道2800号创新产业园二期F1-2101

本发明公开了一种永磁同步电机全速域转子信息估算方法，与传统无位置传感器估算方法相比，利用平均加权方案，将高频注入方案和非线性磁链观测器方案相结合，避免低速和中高速切换过程中出现的转速脉动过大的问题；中高速范围内，通过... 详细信息

标准号: CN117914202A

本发明公开了一种永磁同步电机全速域转子信息估算方法，与传统无位置传感器估算方法相比，利用平均加权方案，将高频注入方案和非线性磁链观测器方案相结合，避免低速和中高速切换过程中出现的转速脉动过大的问题；中高速范围内，通过对电机的三相电流进行监测，经过变换得到两相静止坐标系下的电流与电压，构建非线性磁链观测器，获得基于两相坐标系下的转子磁链来观测转子位置与速度，可在中高速范围内直接实现速度闭环控制，使得电机稳定运行。

关键词：磁链观测器中高速电机估算两相静止坐标系速度闭环控制无位置传感器永磁同步电机两相坐标系高速切换三相电流稳定运行转子磁链转子位置转子信息构建脉动加权观测监测

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永磁同步电机dq轴电感饱和曲线测量方法及装置

永磁同步电机dq轴电感饱和曲线测量方法及装置

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作者：郑博文牛立凡庄佳磊向礼 201114 上海市闵行区新骏环路588号23幢101室

本公开涉及电机参数测量领域，尤其涉及一种永磁同步电机dq轴电感饱和曲线测量方法及装置。所述的方法，包括：获取逆变器的输出电流，所述逆变器为所述永磁同步电机提供三相电流；对所述输出电流进行坐标变换得到变换电流信号，基于所... 详细信息

标准号: CN117578936A

本公开涉及电机参数测量领域，尤其涉及一种永磁同步电机dq轴电感饱和曲线测量方法及装置。所述的方法，包括：获取逆变器的输出电流，所述逆变器为所述永磁同步电机提供三相电流；对所述输出电流进行坐标变换得到变换电流信号，基于所述变换电流信号和输入的电流指令生成指令电压信号；生成高频指令电压信号，并与所述指令电压信号叠加后得到输出电压指令，进行PWM调制以调整所述逆变器的输出电流；获取所述输出电流经过永磁同步电机时的高频电流信号；基于高频电流幅值信号和高频电压分量，计算永磁同步电机当前的dq电感值。本公开适用于无位置传感器的永磁同步电机，可以得到在任意dq轴电流组合下的dq轴电感值。

关键词：永磁同步电机输出电流逆变器电感电流信号电压信号高频电流信号高频电压分量输出电压指令无位置传感器指令电压信号测量领域电感饱和电机参数电流指令电流组合幅值信号高频电流高频指令曲线测量三相电流生成指令坐标变换叠加

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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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电动汽车永磁同步电机控制策略研究

电动汽车永磁同步电机控制策略研究

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作者：岳宝民长春工业大学

学位级别：硕士

永磁同步电机具有速度易于控制、低速下转矩大、转速运行范围宽等优点,在电动汽车上有广泛的应用,本文以永磁同步电机作为研究对象,分析研究电动汽车永磁同步电机的控制策略,以改善电动汽车运行性能。首先,主要阐述课题的研究背景及意义... 详细信息

永磁同步电机具有速度易于控制、低速下转矩大、转速运行范围宽等优点,在电动汽车上有广泛的应用,本文以永磁同步电机作为研究对象,分析研究电动汽车永磁同步电机的控制策略,以改善电动汽车运行性能。首先,主要阐述课题的研究背景及意义,介绍永磁同步电机的结构及各坐标系下的数学模型,并推导了常用的坐标变换,然后研究了空间矢量脉宽调制技术的原理及实现方法,为实现永磁同步电机控制算法奠定基础。其次,针对永磁同步电机安装传感器造成增加成本、体积、惯性、布线复杂度和可靠性低,受环境干扰等问题,研究无位置传感器技术。包括滑模观测器算法,通过观测反电动势来估算转子位置及速度;还包括模型参考自适应算法,以电机控制系统为参考模型,电流估计器模型作为可调模型,利用Popov超稳定判据确定参数自适应律估算转子位置和速度;同时针对电机零低速运行时上述两种方法不能很好地工作研究脉振高频电压信号注入法,采用转子位置跟踪观测器方法估计转子位置。最后将滑模观测器控制算法与脉振高频电压信号注入法组合实现了电机无传感器控制的全速运行。再次,针对电动汽车常用的内置式永磁同步电机基速范围内常用的id=0控制算法和最大转矩电流比（MTPA）控制算法,比较分析了控制性能,并提出一种直接公式计算法的MTPA控制算法,验证了其在控制性能的优越性;同时在中高速阶段,通过设定仿真工况验证了MTPA控制算法和id=0控制算法的输出能力不足。最后针对电机运行到高速时不能继续升速,MTPA控制算法不能对转速进行有效跟踪,提出将电压反馈超前角弱磁控制算法与基速范围内MTPA控制算法结合,实现了与基速的平滑切换,扩充了电机的转速范围。最后,进行永磁同步电机矢量控制系统的软硬件设计,得到了实验结果,并且利用CCS软件自带的数据曲线观察功能Graph对转速转矩波形观测并分析,验证了所设计的双闭环矢量控制算法的可行性。

关键词：电动汽车永磁同步电机无位置传感器 MTPA 超前角弱磁控制

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一种永磁同步电机转子的初始角度的测量方法

一种永磁同步电机转子的初始角度的测量方法

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作者：毕文刘艳荣郝秀云周庆寐 210000 江苏省南京市江宁经济技术开发区空港枢纽经济区翔宇路66号

本发明提供了一种永磁同步电机转子的初始角度的测量方法，以解决上述背景技术中提出的在无位置传感器对转子初始角度的估计中，计算量较大且计算的精确度不高、对计算得到的转子初始角度，缺少有效的验证方法验证计算的精确度的问题。... 详细信息

标准号: CN117439452A

本发明提供了一种永磁同步电机转子的初始角度的测量方法，以解决上述背景技术中提出的在无位置传感器对转子初始角度的估计中，计算量较大且计算的精确度不高、对计算得到的转子初始角度，缺少有效的验证方法验证计算的精确度的问题。整体思路为：先在静止坐标系中注入低频旋转电压，并根据低频旋转电压的响应电流值计算出转子偏转预估角度，再根据转子偏转预估角度注入二次注入电压，二次注入电压与转子偏转的角度逐渐趋于平行，最后当响应电流值趋近于0时，根据二次注入电压的角度计算出转子的角度。该方法减少了初始偏转角度计算的工作量，通过实际的感应电流变化直接验证了转子偏转角度预估的准确性，提高了转子偏转角度预估的准确性。

关键词：转子偏转预估低频旋转角度计算响应电流永磁同步电机转子验证无位置传感器静止坐标系有效的验证感应电流整体思路计算量工作量平行测量

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微型涡喷发动机用高转速起发一体机起动控制方法研究

微型涡喷发动机用高转速起发一体机起动控制方法研究

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作者：丁高朋南京航空航天大学

学位级别：硕士

高速永磁电机具有尺寸小、工作频率高、结构简单等特点,可用来做微型涡喷发动机起动/发电系统的一体机使用。由于电机在起动工作制和发电工作制下的转速差异较大,因此较高的发电/起动转速比是电机的一大运行特征。该类电机一般工作于发... 详细信息

高速永磁电机具有尺寸小、工作频率高、结构简单等特点,可用来做微型涡喷发动机起动/发电系统的一体机使用。由于电机在起动工作制和发电工作制下的转速差异较大,因此较高的发电/起动转速比是电机的一大运行特征。该类电机一般工作于发电模式,电机参数的设计主要以高转速下的发电性能指标为依据,因此要在相对低的转速下实现高速电机的起动,这就对起动控制系统提出了较高的要求。另外,微型涡喷发动机内部工作环境恶劣,不允许高速电机安装相应的转子位置检测装置,需要选择无位置传感器起动控制方法,这进一步增加了起动控制系统的设计难度。针对这些工作特征研究相应的无位置传感器起动方法具有重要意义。论文在介绍无位置传感器无刷直流电机工作原理的基础之上,论述了适用于高发电/起动转速比电机的起动控制方案,详细分析了恒压恒频起动的基本原理和实现加速换相需要满足的条件。结合电机数学模型和机械运动方程,对电机每次换相续流阶段和导通阶段进行分析,推导得出了反电动势为120°理想梯形波时的恒压恒频起动电压范围的计算方法,并给出了换相频率的确定依据。根据电机的工作转速,对过零点换相进行了设计,实现对电机全速域的控制。利用MATLAB/Simulink对恒压恒频起动方法的推导结果进行仿真验证,将实际转子位置和计算所得转子位置进行比较,二者误差较小,表明起动电压计算方法具有较高的的准确性。然后对端电压反电动势法进行分析,结合电机换相原理设计电压滤波电路,结果表明在工作转速下滤波电路相位延迟角与30°延迟换相角相等,电机可在检测到过零点后立刻换相。针对反电动势对起动电压计算所带来的影响,在高速永磁电机定、转子结构确定之后,通过对电机轴向横切面的二维建模分析气隙中静态磁密的分布,推导出高速永磁电机不同位置的反电动势大小。针对不同转子位置而变化的反电动势设计恒压恒频起动电压的计算程序,进而得出更加准确的起动电压范围,为后续的实验提供更加准确的数据。最后,在保证控制系统稳定性和准确性的前提下,采用STM32控制器对系统进行最小化设计,并介绍了系统硬件电路的实现和软件调试过程。实验结果验证了上述恒压恒频起动电压计算方法的正确性,最后在微型涡喷发动机实现了整个起动过程,控制系统能够很好的满足发动机的起动要求。

关键词：高速永磁电机恒压恒频高发电起动转速比无位置传感器

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无传感器的电机控制方法和装置、设备及存储介质

无传感器的电机控制方法和装置、设备及存储介质

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作者：肖殿勋陈子峰 511453 广东省广州市南沙区笃学路1号

本发明公开了一种无传感器的电机控制方法和装置、设备及存储介质，方法应用于微控制器，微控制器连接电机，电机包括定子和转子；方法包括：获取定子的电学参数和转子的开断角范围；根据电学参数和开断角范围进行单相磁链估计得到单相... 详细信息

标准号: CN117526804A

本发明公开了一种无传感器的电机控制方法和装置、设备及存储介质，方法应用于微控制器，微控制器连接电机，电机包括定子和转子；方法包括：获取定子的电学参数和转子的开断角范围；根据电学参数和开断角范围进行单相磁链估计得到单相磁链估计数据；单相磁链估计数据表征磁链和电学参数之间的关系；将单相磁链估计数据进行正交信号分解得到电机正弦数据和电机余弦数据；根据预设的相位偏移量、电机正弦数据和电机余弦数据进行位置估计得到转子估计位置信息；将转子估计位置信息进行速度转换得到转子估计速度；根据转子估计速度和转子估计位置信息对电机进行调节。本发明实现无位置传感器的转子位置估计，转子位置估计更加准确，电机控制准确。

关键词：转子磁链电机估计位置信息电学参数估计数据转子位置估计电机控制微控制器余弦数据正弦数据开断无位置传感器方法和装置相位偏移量存储介质连接电机速度转换位置估计无传感器正交信号预设分解

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一种I-f启动到位置滑模观测器的自适应平滑切换方法

一种I-f启动到位置滑模观测器的自适应平滑切换方法

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作者：徐奇伟张雪锋王益明罗凌雁杨云戴锐刘垚甫王翔翼 400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号

本发明公开一种I‑f启动到位置滑模观测器的自适应平滑切换方法，包括以下步骤：1)建立基于dq轴坐标系的I‑f控制系统，并利用所述I‑f控制系统控制永磁同步电机旋转；2)实现转子的预定位，并令永磁同步电机转子转速到达切换转速；3)利用... 详细信息

标准号: CN115242154B

本发明公开一种I‑f启动到位置滑模观测器的自适应平滑切换方法，包括以下步骤：1)建立基于dq轴坐标系的I‑f控制系统，并利用所述I‑f控制系统控制永磁同步电机旋转；2)实现转子的预定位，并令永磁同步电机转子转速到达切换转速；3)利用滑模观测器实时计算转子位置、滑模观测器估算角度，并计算I‑f控制的角度差；4)减小I‑f控制的角度差，直至开环轴系和滑模估算的轴系重合；5)在开环轴系和滑模轴系的角度差为0°时，解除对切换角度差Δθ_I‑f的控制，永磁同步电机进入无位置传感器闭环控制状态。本发明可以在不同的启动负载下实现I‑f到滑模观测器的切换。

关键词：滑模观测器角度差轴系永磁同步电机控制系统滑模开环估算永磁同步电机转子闭环控制状态无位置传感器平滑切换实时计算转子位置转子预定位自适应重合减小

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基于DSP的永磁同步电机控制系统高温适应性研究

基于DSP的永磁同步电机控制系统高温适应性研究

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作者：尹福祥西京学院

学位级别：硕士

永磁同步电机具有高效和易控等优异性能,广泛应用于石油和汽车等行业。在石油化工等行业,永磁同步电机主要应用于石油井下勘探采集设备如随钻录仪和切割器件等,随着勘探技术的提高,对永磁同步电机控制精度提出了越来越高的要求。另一方... 详细信息

永磁同步电机具有高效和易控等优异性能,广泛应用于石油和汽车等行业。在石油化工等行业,永磁同步电机主要应用于石油井下勘探采集设备如随钻录仪和切割器件等,随着勘探技术的提高,对永磁同步电机控制精度提出了越来越高的要求。另一方面,在石油井下高温等复杂工作环境中,永磁同步电机矢量驱动控制系统普遍存在解耦不完全、运算量大和需要加装机械传感器转矩脉动较大等问题。针对该问题,本文设计了一种基于数字信号处理器(DSP)的永磁同步电机矢量控制系统,采用改进型比例谐振(PR)调节器的无位置永磁同步电机矢量控制方法,并结合建模仿真与实验测试,对石油井下高温电机控制系统精度进行验证,提高了高温环境下驱动控制的稳定性与控制精度。本文主要研究内容如下:首先,建立了矢量控制模型并进行仿真验证。对永磁同步电机在不同的坐标系下进行的数学仿真模型和变换方法进行了分析,对空间中的矢量调制方法进行了深入的探讨,针对常规矢量控制方法运算量较大,对温度等参数较为敏感等问题,以永磁同步电机在不同的坐标系下的数学模型和空间矢量调制为基础,运用Matlab软件建立控制模型。其次,采用组合式的控制策略,建立了一种改进型PR控制无位置传感器的电流矢量控制系统。针对当前广泛采用的控制策略在高温环境运行时解耦不完全、运算量大和需要加装机械传感器等的不足等问题,通过简化坐标变换,提高运算效率,精简前馈补偿相和交叉解耦项,降低电机参数和温度波动对控制精度的影响;同时,增加滑膜观测器,实现对转子转速和位置的实时估计,代替机械传感器,精简结构,提高精度,降低成本。再次,构建以TI运动控制专用数字处理芯片(DSP)TMS320F28035为控制核心的驱动控制电路。通过分析关键元器件在高温环境下的失效机理,选取适当的元器件,根据功耗和对环境的敏感程度优化器件布局,最后通过导热胶贴与金属外壳相连,使得元器件产生的热量传递到外界,壳体内部保持一个合理的温度。对程序进行划分,编制主程序、各中断服务子程序和配置驱动芯片等。最后,搭建测试平台,对控制方案进行验证。分别在常温和高温环境对调速系统进行验证,结果验证了基于改进型PR的永磁同步电机驱动控制系统,对石油井下高温环境有较好的适应性,该系统具有较高的工作效率的同时能够对力矩进行精确控制,转矩脉动低。

关键词：改进型比例谐振调节器无位置传感器数字信号处理器矢量控制

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