永磁同步曳引机转子初始位置检测北大核心

提出一种电梯永磁同步曳引机转子初始位置检测方法。该方法在算法上改进了传统的脉动高频电压信号注入法,可以更快速、准确地检测出转子初始d轴位置。当向定子绕组中注入脉动高频电压信号,由于定子电感随转子位置θ变化,因此可以从高频电流响应信号中提取转子位置θ信息,结合磁场饱和引起的电感变化判断磁极极性。这种方法不需要精确的电机参数和额外检测硬件。实验结果验证了这种方法有效可行,尤其是能够解决低速甚至零速下的转子位置检测。     

一种改进的静止型永磁同步电机离线参数辨识方法

提出了一种改进的基于高频旋转电压注入的离线参数辨识方法,可以同时辨识永磁同步电机的定子电阻、电感与转子磁极初始位置并基本保持转子不动。该方法给定子注入高频旋转电压,产生的电流中含有结构凸极效应或者饱和凸极效应引起的转子磁极位置信息和直轴磁路非线性饱和引起的转子磁极极性信息。设计转子磁极位置信息提取方法与闭环调节结构,实现了转子磁极初次辨识角度跟踪;同时设计转子磁极极性信息提取方法,实现转子磁极极性判断。待闭环跟踪稳定后,通过提取感应共模信息与差模信息来测量定子电感,消除了直轴磁路非线性饱和对直轴电感检测的影响。最后,在转子磁极方向注入恒定电压,采用两点式伏安法测量定子电阻,消除了脉宽调制中死区与窄脉冲限制对定子电阻检测的影响。该方法实现了转子无转动离线辨识定子电阻、电感与转子磁极初始位置,并且在空载、满载和堵转情况下均适用。Matlab仿真与永磁同步电机实验验证了该方法的优越性能。     

永磁同步电机转子初始位置的静止型估计

针对传统永磁同步电机转子初始位置静止型辨识方法的注入频率过高和电流不可控等问题,提出了一种基于正弦电流注入的估计方法。在电流闭环控制的基础上,当给定子注入正弦电流时,永磁同步电机的凸极效应与转子磁极方向的非线性磁路饱和特性使得电流环控制器输出电压中含有转子磁极位置信息与极性信息,可分别用于转子磁极的初次辨识角度估计和极性判断。该方法消除了定子电阻与电感的影响,降低了注入正弦电流的频率要求,且可控的定子电流有效防止因电流过大而损坏变频器或因电流过小而影响估计精度。内嵌式永磁同步电机Matlab仿真和永磁同步电梯曳引机实验均验证了该方法的可行性。     

内置式永磁同步电机转子初始位置估计方法

针对无位置传感器永磁同步电机控制系统起动运行困难的问题,提出一种基于混合信号注入的内置式永磁同步电机改进转子磁极初始位置估计方法.采用注入高频旋转电压信号的方法检测磁极位置,设计一种通过PI跟踪观测器对所构建磁极位置误差信号进行控制的方案,当误差调节至零时将获得磁极位置初判值,降低了算法的复杂性.以磁极位置初判值为矢量角,往定子绕组注入2个方向相反的脉冲电压矢量,通过比较直轴电流大小可以简单、有效地判断出磁极极性,实现对位置初判值进行校正,从而获得转子初始位置估计值.应用所提出的估计方法对一台22kW内置式永磁同步电机进行实验,得到转子位置电角度平均估计误差为4.6°.     

永磁同步曳引机转子初始位置检测

提出一种电梯永磁同步曳引机转子初始位置检测方法。该方法在算法上改进了传统的脉动高频电压信号注入法,可以更快速、准确地检测出转子初始d轴位置。当向定子绕组中注入脉动高频电压信号,由于定子电感随转子位置θ变化,因此可以从高频电流响应信号中提取转子位置θ信息,结合磁场饱和引起的电感变化判断磁极极性。这种方法不需要精确的电机参数和额外检测硬件。实验结果验证了这种方法有效可行,尤其是能够解决低速甚至零速下的转子位置检测。     

基于高频电压信号注入的永磁同步电机转子初始位置估计

提出了一种表面安装式永磁同步电机转子初始位置估计的方法。其原理是向定子绕组中注入脉动的高频电压信号,由于定子电感随转子位置q 而变化,因此绕组的高频电流响应信号中含有q 角的信息,但是该方法无法判断转子磁极的极性,因此在初步辨识出q 角的基础上再向d轴注入高频电压信号,并利用磁场饱和引起的电感量的变化来估计出转子的磁极极性。该方法不需要知道电机的精确参数,也不需要额外的硬件。介绍了实验系统的构成和参数,给出了实验结果,实验结果表明理论分析正确。     

基于高频信号耦合注入的内置式永磁同步电机

内置式永磁同步电机(IPMSM)受转子凸极性的影响,绕组电感随转子磁极位置呈周期变化。考虑到上述特征,提出一种基于高频信号注入的IPMSM转子初始位置检测方法。将高频信号依次注入定子两相绕组,并提取定子绕组高频信号线电压,运算处理后获得没有考虑转子磁极极性的初始位置角。随后注入脉冲电压矢量进行转子极性判断,从而获得准确的初始位置角。理论分析和试验结果表明,该方法对电阻参数依赖较小,不受逆变器非线性和电流传感器检测精度的影响,能够准确检测转子初始位置角,满足IPMSM平稳起动的要求。     

永磁同步电动机DTC的初始转子位置估计方法

高性能的永磁同步电动机直接转矩控制需要准确知道电机的初始转子位置,如果初始转子位置估计误差超过了30°电角度,会导致电机起动失败。在永磁同步电动机数学模型的基础上,利用注入高频信号的方法来实现对凸极式永磁同步电动机初始转子位置的准确估计。该方法通过向定子绕组注入高频电压信号,对产生的高频电流分量进行分析和处理,并加入电机的磁极检测,从而实现对永磁同步电动机转子初始位置的准确估计。仿真结果证明了该方法可以准确地估计出永磁同步电动机初始转子位置,具有较好的鲁棒性。     

永磁同步电机初始位置检测研究

提出了永磁同步电机(PMSM)在无位置传感器条件下的一种转子初始位置检测方法。PMSM转子静止时,向其定子绕组中注入高频电压,通过对高频响应电流进行解调、滤波等处理,再通过位置估计器,可得到转子位置;确定PMSM转子位置后,在PMSM的转子N极或S极注入高频电压。由于PMSM定子绕组电感饱和效应,获得的高频电流响应在正负半周幅值不同,因此可对转子极性进一步判断。最后,进行了理论分析和实验,通过实验验证了该方法的正确性。     

内置式永磁同步电机转子初始位置检测方法

针对无位置传感器内置式永磁同步电机的转子初始位置检测问题,提出一种基于旋转高频电压注入法和恒定磁场定位法的永磁同步电机转子初始位置检测方法。基于凸极跟踪的原理,通过注入旋转高频电压信号的方法获得估计转子位置,在此基础上,采用恒定磁场定位法对估计转子位置的磁极极性进行判断,实现对估计转子位置的极性校正,并且补偿估计转子位置的偏移误差,从而得到转子初始位置。在实验平台上进行了实验验证,实验结果表明文中提出的方法能够快速且准确地检测出转子初始位置,实现永磁同步电机无位置传感器可靠起动。     

基于高频信号的永磁同步机位置极性补偿研究

旋转高频电压注入法在低速或者零速时作为速度位置估计器在永磁同步机无传感器控制系统中是一个非常活跃的研究方向,目前对位置的估计已经接近或达到10位编码器的精度.但是,对于位置极性的辨识还存在不少问题,无法分辨出转子磁极的极性.因此,在传统旋转高频电压信号注入法的基础上,提出了一种永磁同步机无传感器转子初始位置的补偿方法,通过实验证实了这种方法的可行性.     

基于无滤波器方波信号注入的永磁同步电机初始位置检测方法

针对无位置传感器内置式永磁同步电机(IPMSM)初始位置检测中,传统的基于凸极跟踪的短脉冲电压注入法难以确定脉冲宽度和幅值、实现困难、二次谐波分量法信噪比低的缺点,提出一种基于无滤波器方波信号注入的IPMSM初始位置检测方法。首先通过向观测的转子d轴注入高频方波电压信号,采用无滤波器载波信号分离方法解耦位置误差信息,通过位置跟踪器获取磁极位置初定值;然后基于磁饱和效应,通过施加方向相反的d轴电流偏置给定,比较d轴高频电流响应幅值大小实现磁极极性辨识;最后,通过2.2k W IPMSM矢量控制系统对提出的基于无滤波器方波信号注入的初始位置检测方法进行实验验证。结果表明,所提方法收敛速度较快,可在IPMSM转子静止或自由运行状态实现初始位置辨识和低速可靠运行,位置观测误差最大值为6.9°。     

混合励磁磁通切换永磁电机初始位置检测方法比较

为实现混合励磁磁通切换永磁电机转子初始位置检测,本文在电机d轴、q轴分别注入高频电压信号来估计转子位置。在电机d轴注入高频电压信号时,通过采集q轴电流来获得转子初始位置;在q轴注入高频电压信号时,通过采集励磁绕组电流来获得转子初始位置。通过比较两种初始位置检测方法,基于d轴高频电压信号注入的初始位置检测方法,无法直接判断磁极极性,需要额外的方法判断磁极极性;而基于q轴高频电压信号注入的初始位置检测方法,利用电机励磁绕组和电枢绕组的互感识别转子初始位置,无需额外的磁极极性判断可直接估计出转子位置。最后,在一台12/10混合励磁磁通切换永磁电机的测试平台对两种初始位置检测方法进行了验证。     

永磁同步发电机转子磁极初始位置辨识研究

直接转矩控制(DTC)永磁同步发电机(PMSG)直流发电系统需在发电机转子旋转情况下准确获取转子磁极初始位置,实现定子磁链准确观测。为减小发电初期定子电流冲击,需要初始建压。针对PMSG转子旋转情况下转子发电需要,提出一种转子旋转情况下辨识转子磁极初始位置新方法。实验结果表明,转子磁极初始位置电角度辨识误差在±12°范围内,满足发电建压需要;发电系统建压迅速,负载情况下运行平稳。     

标准地铁牵引PMSM初始位置辨识算法研究与应用

适用于系列化中国标准地铁列车的永磁牵引系统是新一代轨道交通牵引系统的发展方向。永磁同步电机（PMSM）转子初始位置决定了起动转矩的大小、磁极极性决定了起动转矩的方向。因此转子初始位置辨识的准确性关系到电机能否稳定起动并顺利加速。在分析PMSM数学模型的基础上,采用高频方波电压注入算法获得转子的初次估计位置。然后分别在估计的d轴中注入正、反向电压窄脉冲,通过比较d轴正、反向响应电流幅值大小来判断此时定位的磁极为N极还是S极。如果定位的磁极是S极,则需要对初次估计位置进行补偿,使其定位在N极。Simulink仿真及试验结果表明：电机实际初始位置不同时,该算法均能辨识出正确的转子位置,最大辨识误差为0.052 4 rad,平均误差为0.016 1 rad。     

考虑逆变器非线性永磁同步电机高频注入电感辨识方法

针对永磁同步电机(PMSM)传统的电感辨识方法受逆变器非线性影响的问题,该文提出一种考虑逆变器非线性影响的高频注入电感参数辨识方法.该方法在两相静止坐标系下注入高频旋转方波电压,并提出一种可抑制逆变器非线性的信号构造方法,采用该构造方法对两相静止坐标系下高频响应电流差值进行构造,得到永磁同步电机dq轴电感参数辨识信号.根据误差分析给出高频注入信号的选取方法.基于1.5kW内置式永磁同步电机(IPMSM)的实验结果表明,所研究方法能实现考虑饱和的电感参数辨识,具有收敛速度快、能够有效抑制逆变器非线性的影响、易于工程实现的优点.     

一种改进的PMSM转子初始位置检测方法

提出了一种改进的永磁同步电机转子初始位置检测方法。首先向永磁同步电机中注入两次线性无关的高频电压矢量得到两次电流响应,计算得到电感矩阵,通过电感间的关系提取转子位置信息,最后通过极性判断确定转子实际位置。该方法较传统的高频电压注入法有精度高、结构简单等优点。仿真结果验证了该方法的有效性。     

改进的永磁同步电机转子初始位置检测方法

为了解决新型无位置传感器永磁同步电机的起动问题,提出了一种在电机静止状态下检测转子位置的新方法.该方法在算法上改进了传统的旋转高频电压注入法,使得可以更为快速、准确的检测出转子初始d轴位置.并且针对传统旋转高频电压注入法无法检测出转子永磁体极性问题,在d-q旋转坐标系下,通过分析永磁同步电机d轴磁链和定子电流之间的关系,利用d轴电流的泰勒级数展开,提出了根据定子铁芯非线性磁化特性获得判别N/S极极性信息的新方案,并建立了系统仿真模型.仿真结果验证了这种方法的有效性和可行性.此方法同样适用于永磁同步电机在中、低速时的转子位置检测.     

高频脉振信号注入永磁同步电机无滤波器初始位置辨识方法

针对传统高频信号注入永磁同步电机转子初始位置辨识方法中滤波环节产生的相移影响最终辨识精度的问题,提出一种无滤波器高频脉振信号转子初始位置辨识方法.该方法较传统利用低通滤波器分离高频信号分量方法,改进为利用估计直轴和估计交轴响应电流信号进行解调,去除高频分量,对解调后的信号进行锁相,辨识出转子初始位置.提出利用磁路饱和效应对转子磁极极性进行辨识的方法,提高磁极极性辨识准确性.最后在永磁同步电机矢量控制平台验证了该方法的可行性.     

转子微动状态下永磁同步电机初始位置检测

针对表贴式永磁同步电机在无位置传感器情况下难以检测出转子初始位置这一问题,研究了一种基于转子微动的初始位置检测方法.通过分析向定子绕组中注入极低频旋转电压时的电流响应,得出了在电机处于微动状态时可从静止坐标系电流响应中提取出转子初始位置信息的结论,并根据电流响应增幅的变化倍数来获得微动状态下的注入电压信号幅值,进一步提高了该方法的可行性和实用性,最后通过注入正反方向电压矢量并比较电流响应幅值来判断转子极性.实验结果表明,该方法在不同负载情况下均能准确有效地检测出转子初始位置,检测结果均可满足电机启动要求.