无刷直流电机无位置传感器转子位置闭环校正策略与实验研究

针对石油钻井用无刷直流电机无位置传感器换相误差问题,分析了逆变器高频PWM对无位置传感器检测电路参数设计的影响,构建了无位置传感器不同检测参数下电机换相延时的数学模型,结合换相前后电机相电流的变化,提出了一种基于相电流积分面积相等的无刷直流电机无位置传感器转子位置闭环校正策略。该控制策略以全转速范围内不切换换相表为前提,以换相前后相电流积分等值为控制目标,以电机相电流为检测量,通过PI控制器实时调制转子相位补偿角度,实现无刷直流电机高精度换相。实验表明,所提出的闭环校正策略在全转速范围内都能有效地补偿电机换相误差,减小电流波动,提高电机性能。     

高速永磁无刷直流电机无位置全转速控制策略

针对高速磁悬浮大功率永磁无刷直流电机无位置传感器起动问题,分析了高速磁悬浮无刷直流电机运行时导通相磁链函数与相电压的精确表达式,给出了转子位置和电机磁链的函数方程,分析了高速磁悬浮无刷直流电机低速时转子位置难以检测的原因。据此分析提出了一种基于高速电机绕组磁链函数的新型无位置控制G函数方法,以换相前后非换相相电流幅值等值为控制目标,以G函数换相阈值为控制量,通过PI调节来保证相位可靠校正,实验验证了该闭环校正方法应用于磁悬浮鼓风机无刷直流电机时,在20 000 r/min范围内能够对换相信号误差进行了实时补偿,实现全转速运行。     

基于线反电动势的无刷直流电机无位置传感器控制

提出了基于线反电动势的转子位置检测策略,以实现无刷直流电机的无位置传感器控制。通过分析无刷直流电机线反电动势与换相时刻对应关系,得出线反电动势过零时刻即为换相时刻的结论。然后,检测两路线电压和相电流并计算得到线反电动势,进而重新安排换相条件来给出六个换相时刻。在此基础上通过分析线反电动势的计算值与换相时刻的对应关系,采用相移补偿策略来补偿由于滤波引起的误差。相比于相反电动势法,系统减少了一路信号检测电路,不需要移相。仿真和实验结果显示该策略能够准确地给出换相时刻,避免了传统反电动势法在移相过程中带来的误差。     

基于速度变化率的无位置传感器无刷直流电机风力发电系统换相误差补偿策略

针对无位置传感器无刷直流电机风力发电系统变速运行时存在换相误差的问题,通过对无刷直流发电机反电动势波形的分析,推导出转速变化时换相误差角度与反电动势过零时间间隔的数学关系,并及时调整过零点延时角度,对相应的误差进行补偿.与传统换相误差补偿方法相比,此方法具有能够实时补偿和校正,方法简单,容易实现等优点.经实验验证,该方法可以准确地检测换相误差角度,并能有效地补偿无刷直流电机的换相误差,提高电机换相的精度,具有广泛的适用性和应用价值.     

基于滞环切换的永磁无刷直流电机无位置传感器控制

无刷直流电机无位置传感器控制算法是近年来研究的热点之一。无位置传感器控制中端电压检测法原理简单、控制精确,因此成为无刷直流电机无位置传感器控制中最常用的方法。通过建立无刷直流电机的仿真模型,发现端电压检测法随着转速的升高,由于低通滤波电路相移的增大,原本的30°-α换相策略容易出现电机失步,位置检测无法实现。提出一种基于30°-α和90°-α滞环切换的换向信号补偿策略,经过仿真验证,该方法在电机高速运行情况下同样适用,使电机可以在较宽的速度范围内确定转子位置信息,并且加入转矩波动较小。     

基于无位置传感器的无刷直流电机换相续流研究

无刷直流电机(brushless DC motor,简称BLDCM)换相时刻关断相电流续流会引起电机端电压波形畸变。当采用无位置传感器反电动势过零检测法时,端电压波形畸变会使位置检测信号相位超前,偏离最佳换相时刻,电机负载转矩和转速较大时增加了转矩脉动,甚至会造成换相失败,限制了反电动势检测法的无刷直流电机功率应用范围。因此,针对电流续流引起的位置信号相位超前的机理加以分析,推导出了超前角度与负载转矩和转速的关系,并给出了位置检测信号相位超前的补偿算法,并对电机在不同负载转矩和转速下位置信号进行相位补偿,拓宽了无位置无刷直流电机的运行范围。仿真和实验结果表明,在不同负载转矩和转速下经过补偿后的位置信号与最佳换相信号一致,电机负载转矩和转速较大情况下运行平稳。     

无刷直流电机位置检测电路的优化问题

无刷直流电机无位置传感器需要精确检测电机的转子位置,控制供电电压换相,从而保证电机的正常运行。位置检测电路由低通滤波器和相位补偿电路组成。从电机的转速适应性和稳定性两方面分析了位置检测电路的设计要求,确定元器件参数的取值范围。针对转速适应性,主要分析了位置检测电路的滤波能力和波形失真情况。对于稳定性问题,根据电路输出参数的灵敏度变化趋势,选择合适的元件参数范围,使得电路参数对输出的影响最小,从而保证了电机的稳定运行。     

无位置传感器无刷直流电机转矩脉动抑制研究

为了减小无位置传感器无刷直流电机的转矩脉动,在分析无刷直流电机换相及间接位置检测原理的基础上,改进了传统反电动势法的检测电路,对反电动势相移进行了补偿,以消除电机中性点电压和阻容滤波对反电动势检测电路的影响。为进一步抑制转矩脉动和改善系统的稳定性,在采用换相电流预测控制策略的基础上,设计了神经网络PID控制器。实验结果表明,设计的转矩脉动综合抑制策略有效地降低了无位置传感器无刷直流电机的转矩脉动,具有较好的鲁棒性,准确地实现了无位置传感器换相控制,提高了系统的可靠性。     

无刷直流电机转子位置传感器故障诊断及容错策略

针对无刷直流电机转子位置检测所使用的霍尔传感器容易出现损坏的现象,提出了霍尔传感器中出现一路或两路故障的诊断方法,该方法实时监测转子位置信号运行状态,根据无刷电机两两导通原理,考虑电机瞬时转速不变性,利用正常的霍尔传感器位置信号通过延时均分来估算故障传感器位置信号,并用于实际的电机转子换相,从而实现无刷直流电机的容错控制,实验结果表明采用本文提出的控制策略可以明显提高无刷直流电机驱动系统的可靠性,其系统性能可以与霍尔传感器无故障时相媲美。     

无位置传感器无刷直流电机位置信号相位补偿

反电动势过零检测法是应用最广泛的一种无刷直流电机(BLDCM)转子位置辨识方法.为消除由于PWM高频开关噪声产生的影响,该方法一般需采用硬件滤波电路来对测量的信号进行处理,由此带来转子位置信号相位误差.根据滤波电路的特点提出了基于直线拟合技术的转子位置信号相位补偿方法,并将其用于BLDCM无位置传感器控制系统.实验结果表明,该补偿策略能显著提高转子位置的辨识精度,改善电机运行性能.     

线电压差法无位置传感器BLDCM续流影响的研究

线电压差法无位置传感器无刷直流电机续流过程会导致采样的线电压差通过滤波后发生畸变,使换相信号超前。针对这一问题,从换相期间的续流过程入手,通过分解线电压差信号,分析超前换相的产生机理,并提出了一种无位置传感器无刷直流电机续流影响的补偿策略。仿真与实验结果表明,使用补偿策略的无位置传感器无刷直流电机采样的线电压差信号消除了畸变,实现了无刷直流电机工作在最佳换相时刻换相。     

一种基于平均转矩控制的无刷直流电机无位置传感器方法

无位置传感器技术和转矩脉动抑制一直是无刷直流电机研究的热点与难点。该文对非理想反电动势的无刷直流电机的无位置传感器方法进行了研究,提出了一种基于平均转矩控制的无刷直流电机无位置传感器运行方法。当无刷直流电机的反电动势为非理想梯形波接近于正弦波时,在平均转矩控制方式下,母线电流包络线在每个换相周期中呈现了先减小后增大的特征,包含了转子位置信息。该方法利用母线电流特征检测出转子位置,实现电机换相,可以同时抑制转矩脉动和实现电机的无位置传感器运行。此外,该方法不需要在平均转矩控制基础上增加器件,算法简单,实现容易,扩大了平均转矩控制的应用范围。仿真及实验结果验证了理论分析的正确性与有效性。     

一种新型的无位置传感器无刷直流电机转子位置检测方法

设计适应油井高温环境的无刷直流电动机驱动系统是一项重要的研究课题.本文介绍了一种新型的无位置传感器无刷直流电机转子位置检测方法.设计了通过定子绕组的三相端电压提取反电势的基波信号的新型电路,研究了一种与电机转速无关的固定相位滞后的开关电容低通滤波器,在电机转速变化的情况下,相位滞后90°电角度不变,得到无需相位补偿的转子位置信号,实现了无位置传感器无刷直流电机驱动系统的全硬件设计并成功地应用于油田测井高温、高速无刷直流电机系统,实验证明该方法是简单可行的.     

基于线电压差积分的无刷直流电机无位置传感器控制方法

针对无刷直流电机换相误差在转速变化时难以准确测量的问题,分析了电机线电压差积分和电机转角之间的关系,证明了电机准确换相点处的线电压差积分值在不同工况下均为定值,基于此提出了无刷直流电机无位置传感器精确换相控制方法。此外,为减小滤波后的波形畸变,保证积分值的准确性,设计了具有群时延特性的有限冲击响应（FIR）数字滤波器。仿真和实验结果表明,线电压差积分大小能准确反映电机的换相误差情况,所提方法使电机在转速变换时也具有良好的换相精度。     

一种电动自行车用无位置传感器无刷直流电机转子位置检测方法

本文提出了一种用于电动自行车的无位置传感器无刷直流电机转子位置信号的检测方法.本文所有测量电压的参考电位为电源的负母线.高速下通过比较电机的交流虚拟中点与直流虚拟中点,得到反电势的过零点;低速下将电机的交流虚拟中点电压与负母线电位进行比较,得到反电势的过零点.再将反电势的过零点延迟30°电角度即可获得无刷直流电机绕组换相所需要的转子位置信号.该方法具有扩展速度范围的优点.由于不必对检测信号进行滤波,不但省去了滤波电路,同时消除了滤波电路带来的相移问题.文中对该检测方法的原理进行了详细介绍,并通过实验验证了该方法的有效性.     

一种基于线电压差积分的无位置传感器无刷直流电机换相误差检测和校正方法

针对无位置传感器无刷直流电机运行时存在换相误差的问题,分析了换相误差角度和线电压差积分值的数学关系,考虑了续流过程对线电压差积分值的影响,在此基础上提出一种基于线电压差积分的无位置传感器无刷直流电机换相误差校正方法。与传统换相补偿方法相比,该方法不需要重新构造电机的虚拟中性点,积分边界容易确定,补偿算法简单。实验结果表明了理论的正确性及所提出的补偿方法的有效性。     

无传感器无刷直流电机位置误差的分析与补偿

无刷直流电机电枢反应造成反电势法无传感器控制中的转子位置检测误差。文章定量推导有限元法仿真以及定性分析转子位置误差，阐述该误差引起的电机换流角，提出补偿电路，并作实验验证。     

一种无刷直流电机故障诊断及容错控制策略

针对无刷直流电机在控制过程中存在由于转子位置传感器发生故障而导致电机无法运行的问题,提出了一种故障诊断方法并进行了试验研究。该方法通过检测电机转子位置信号的异常,使系统从有位置传感器模式切换至无位置传感器模式继续控制电机。有位置传感器模式以霍尔信号作为电机转子换相依据,无位置传感器模式以电机三相的反电动势信号为电机转子换相依据。结果表明,该故障诊断方法可以快速的定位故障并选择相应的模式运行,从而实现电机的容错控制。     

基于软件滤波的BLDCM转子位置检测

位置传感器是永磁无刷直流电机(BLDCM)的关键部件,其作用是检测转子位置提供换相信号。转子位置检测电路确定的换相时刻直接影响电机运行。分析常见转子位置检测电路,针对滤波电容延时和开关管开、关干扰等,提出去掉滤波电容、采用软件滤波实现转子位置检测。实验结果表明该方法可满足电机运行要求,具有可行性。     

无刷直流电机无位置传感器转子位置辨识策略

由于电机的设计制造工艺等问题,反电动势波形往往不是理想的120°平顶宽度梯形波。同时,无刷直流电机无位置传感器控制通常采用反电动势法——通过检测不导通相的反电动势过零点,再延迟30°电角度来得到换相时刻。但该方法需要重构有一定误差的电机中性点和导致相反电动势过零点检测延迟的深度滤波电路。通过改进相电动势法原理,定性分析电动势波形和傅里叶级数推导证明,提出适用于任意平顶宽度梯形波的转子位置辨识策略。实验表明该方法可以精确得到转子位置,确定未导通相的换相时刻,有一定理论和工程应用价值。