一种新型极低速异步电机无速度传感器控制方法

提出了一种基于信号注入的新型极低速异步电机无速度传感器矢量控制方法.该方法通过注入低频定子电流信号得到转子位置角度误差,并进而估计电机转速.该方法不依赖于异步电机的非理想特性,仅由基波模型就可实现极低速段的转速估计.此外,该方法还具有较强的电机参数鲁棒性.仿真及实验结果证明,基于低频信号注入的方法可以很好地实现异步电机在极低速段的无速度传感器矢量控制.     

异步电机参数离线辨识改进算法

为实现变频调速系统的自运行(self-commissioning),提出了一种异步电机参数离线辨识的改进算法,该算法能直接辨识出与无速度传感器定子磁场定向矢量控制相关的大部分电机参数。利用直流实验辨识定子电阻,并通过分析逆变器的开关状态,得到直流实验的等效控制电路。采用单相交流堵转实验辨识定子总漏感和转子电阻,并通过分析异步电机相量图得到单相交流堵转实验稳定运行的工作条件。恒压频比空载实验辨识定子自感,对电机定子频率进行补偿以消除可能出现的定子电流振荡。利用直流侧电压和PWM占空比来重构定子电压,并根据电机电流极性补偿逆变器死区引起的电压误差。最后,在两台不同功率等级的异步电机上进行了参数辨识和无速度传感器定子磁场定向控制的实验研究。实验结果表明,参数辨识结果对直流侧电压不敏感,辨识得到的电机参数能满足无速度传感器矢量控制系统对电机参数准确性的要求。     

新型异步电动机滑模变结构速度观测器的研究

提出了一种新型异步电动机滑模变结构速度观测器,利用定子电流计算值与实际值的偏差来计算电动机的转速.该观测器由转子磁链观测、定子电流计算和滑模控制器3部分组成,其中转子磁链观测部分采用改进的电压模型,有效解决了传统电压模型固有的直流偏置误差和初始值积分误差问题,实现磁链的准确观测.最后,结合异步电动机无速度传感器的矢量控...     

一种新型极低速异步电机无速度传感器控制方法

本文提出了一种新型极低速异步电机无速度传感器矢量控制方法。该方法基于低频信号注入，通过注入低频定子电流信号，利用产生的角度误差估计电机转速。该方法不受负载变化影响，也不依赖于异步电机的非理想特性，仅由基波模型就可实现极低速段的转速估计，所以不受异步电机结构影响，具有普遍的适用性。此外，该方法还具有较强的电机参数鲁棒性，不必进行参数估计，控制结构简单。仿真及实验结果证明，本文提出的基于低频信号注入的方法可以很好地实现异步电机在极低速段的无速度传感器矢量控制。     

异步电机无速度传感器矢量控制低速发电不稳定问题研究

无速度传感器矢量控制已经广泛应用于电机控制中,具有性能优越,成本低,可靠性好等优点.对无速度传感器异步电机矢量控制低速下的稳定性问题进行了分析,针对改进电压模型的磁链观测方法在低速发电状态下的不稳定问题提出了解决的方案,仿真结果和实验表明,该方法能够有效地解决低速发电状态的不稳定问题.     

新型电压矢量控制算法极低速性能研究

针对异步电机开环V/F控制系统低速性能差和轻载不稳定的问题,根据异步电机状态方程推导出一种新型电压矢量控制策略。该策略采用一种新颖的电压提升方法对电机定子电阻压降进行补偿,使电机磁链幅值保持恒定,并基于系统不稳定状态的深入分析,提出了一种提高系统稳定性的方法。在极低速情况下,通过对电机转矩进行提升以及对滑差进行补偿,使系统的低速性能和转速精度得到明显改善。与无速度传感器矢量控制算法不同的是,该文提出的方法是根据定子电压矢量定向对电流进行解耦,其不需要复杂的磁链观测运算,容易实现。实验结果表明,采用此方法在0.1Hz满载情况下,电机能平稳运行。该系统的低速性能和转速精度得到了明显提升,并且系统的空载振荡得到了抑制,在整个工作范围内都能平稳运行。     

异步电机无速度传感器矢量控制系统研究

分析了无速度传感器矢量控制和空间矢量脉宽调制(SVPWM)的基本原理,提出了带补偿的电压模型磁链及转速估算方法。该方法考虑到了积分误差和定子电阻,并能在全速度范围内得到较好的磁通及转速估计。利用TMS320F2808实现了异步电机无速度传感器矢量控制系统,给出了系统硬件和软件设计方案。试验结果表明系统具有良好的动静态性能和稳定性。     

基于DSP的异步电机无速度传感器矢量控制

讨论了一种异步电机的无速度传感器矢量控制系统,提出了一种新的实现电机矢量控制的控制策略,并且验证了基于电压型转子磁链观测方案中一种新的补偿方式。以TMS320F2407和VC33为核心构成控制器,实现了异步电机无速度传感器矢量控制系统。实验结果证明,该系统具有较好的定子磁链和转速观测精度,能改善低速时磁链畸变程度和运行特性,可以实现针对电机的无速度传感器的矢量控制。     

一种改进异步电机直接转矩控制系统性能的方法

针对异步电动机直接转矩控制系统低速时转矩脉动大,定子磁链内陷和电流畸变等问题,提出了一些改进措施.针对U-I模型计算磁链时直流分量造成积分漂移问题,采用具有幅值补偿环节的改进积分器算法取代纯积分环节克服积分漂移;针对传统的6区段电压矢量选择表中当定子磁链处于区段分界线附近控制性能差和未能充分利用电压矢量等缺点,采用细分优化的12区段选择电压矢量开关表来代替传统6区段电压矢量表,构成一种改进异步电机直接转矩控制系统性能的方法.仿真结果表明该方法可以明显改善磁链轨迹和转矩脉动,提高了控制系统的性能.     

基于超螺旋滑模观测器的永磁同步电机无速度传感器控制方法

由于永磁同步电机在低速运行时,电机反电动势较小,因此采样通道的非线性导致的采样电压和电流中包含的直流偏置对电机反电动势观测的影响更为严重。针对这个问题,提出了一种基于超螺旋滑模观测器的永磁同步电机无速度传感器控制方法。首先,基于等效反馈的概念,设计了一种新的超螺旋滑模观测器,以提高低速时的无速度传感器控制精度;其次,详细分析了直流偏置对无速度传感器控制的影响,并且设计了一种基于二阶广义积分器的直流偏置抑制方法,从而进一步提高了无速度传感器控制精度;最后,通过6.6 kW永磁同步电机无速度传感器控制系统验证了所提控制策略的有效性。     

交互式模型参考自适应PMSM速度辨识

提出了一种基于矢量控制的交互式模型参考自适应永磁同步电机无速度传感器控制方案.该方案利用静止α-β坐标系下的基于电压模型的反电动势估计值和基于磁链模型的反电动势估计值之差作为误差信号,交互式的构成对定子电阻辨识和转子转速辨识的自适应律,实现定子电阻和转速的估计,解决了因电机参数变化所影响速度辨识精度的问题.仿真和实验研...     

Modified direct torque control method for induction motor drives based on amplitude and angle control of stator flux

This paper proposes design and implementation of a direct torque controlled induction motor drive system. The method is based on control of separation between amplitude and angle of reference stator flux for determining reference stator voltage vector in generating PWM output voltage for induction motors. The objective is to reduce electromagnetic torque ripple and stator flux droop which result in a decrease in current distortion in steady-state condition. In addition, the proposed technique provides simplicity of a control system. The direct torque control is based on the relationship between instantaneous slip angular frequency and rotor angular frequency in adjustment of the reference stator flux angle. The amplitude of the reference stator flux is always kept constant at rated value. The system has been implemented to verify its capability such as torque and stator flux responses, stator phase current distortion both during dynamic and steady state with load variation, and low speed operation.     

采用定子电阻辨识和无速度传感器的异步电机直接转矩控制模糊系统

为解决异步电动机直接转矩控制(direct torque control,DTC)中低速运行时定子电阻变化对系统性能影响较大的问题,提出了一种基于定子电阻辨识和无速度传感器的异步电机直接转矩控制模糊系统。其中定子电阻采用模糊神经网络进行辨识;电机转速采用基于转子磁链的模型参考自适应系统(model reference adaptive sys-tem,MRAS)法进行估计;同时采用三输入单输出的模糊控制器调节脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)信号占空比的异步电动机直接转矩控制的策略,三输入变量为转矩误差、磁链幅值误差和磁通角。此策略即在传统异步电动机直接转矩控制的基础上,用模糊控制器代替传统DTC中的滞环比较器和空间电压矢量状态选择器来细分控制规则,最后控制逆变器的开关,以减小低速时转矩和磁链脉动,提高系统转矩响应速度。仿真结果表明该系统可减小转矩和磁链脉动,提高系统的鲁棒性和自适应性,改善系统的动、静态品质。     

Drift- and parameter-compensated flux estimator for persistent zero-stator-frequency operation of sensorless-controlled induction motors

The performance of sensorless-controlled induction motors is poor at very low speed. The reasons are the limited accuracy of stator voltage acquisition and the presence of offset and drift components in the acquired signals. To overcome these problems, a pure integrator is employed for stator flux estimation. The time-variable DC offset voltage is estimated from the flux drift in a parallel stator model and used to eliminate the offset by feedforward control. Residual high-frequency disturbances are compensated by feedback flux amplitude control. A linearization of the pulsewidth-modulation inverter transfer function and an improved stator resistance estimation scheme further enhance the system performance. Experiments demonstrate high dynamic performance of sensorless control at extreme low speed and zero stator frequency.     

Speed sensorless vector control of induction motor using extendedKalman filter

A vector control of an induction motor by an estimated speed using an extended Kalman filter is proposed. With this method, the states are composed of stator current and rotor flux. The rotor speed is regarded as a parameter, and the composite states consist of the original states and the rotor speed. The extended Kalman filter is employed to identify the speed of an induction motor and rotor flux based on the measured quantities such as stator currents and DC link voltage. The estimated speed is used for vector control and overall speed control. Since the current control is performed at a synchronous rotating reference frame, the estimated speed information is also used for the reference frame transformation of the current controller. Computer simulations and experiments of the speed control have been carried out to test the usefulness of the speed estimation algorithm. The experimental results show that the performance of the speed estimation is very good     

Lower speed range drive for sensorless vector controlled induction machines with stator voltage offset compensation method

The vector control method is widely used for induction machine drives. Recently, sensorless vector control for induction machines has been investigated and proposed. The speed range for the drives is limited to about 1:100 in industry. The main reason for this limitation is the inaccuracy of stator voltage measurement. The lower the rotor speed is, the lower the stator voltage. Therefore, it is difficult to detect the stator voltage accurately in the lower speed region, and difficult to control motor speed and motor torque precisely. This paper presents a method of improving the lower speed performance of sensorless vector controlled induction machine drives using offset compensation of stator voltage. The offset is compensated by using the fluctuation of the estimated rotor flux. The validity of the proposed method is verified by experimentation. © 2000 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 133(1): 79–86, 2000     

基于输出电压扰动的自调整死区补偿及零低速优化策略研究

在传统死区补偿方式基础上,提出一种根据输出电压矢量幅值调整死区时间的补偿策略,在同步旋转坐标系下,通过调整输出电压矢量幅值和参考电压矢量幅值之间的扰动电压,获得最终的死区补偿时间,能够明显改善电流过流点时补偿不合理的现象;针对感应电机零低速控制稳定性和保证大负载转矩输出能力的问题,提出根据转矩电流反馈值实时调整死区补偿值的控制策略,既保证感应电机控制的稳定性,又保证了大转矩输出能力。通过仿真和台架试验验证控制策略的有效性。