基于滑模观测器与SPLL的PMSG无传感器控制

实现永磁同步发电机矢量控制的前提在于电机转速与转子位置信息的准确获取.为此,提出一种基于滑模观测器与软件锁相环的无传感器方法,该方法直接在转子同步旋转d-q坐标系中采用滑模观测器估计电机感应电动势,再将估计出的感应电动势作为软件锁相环输入进行转速与转子位置的估计.分析、推导出了感应电动势滑模观测器与软件锁相环的数学模型...     

一种用于感应电机控制的新型滑模速度观测器研究

提出一种新颖的用于感应电机控制的滑模速度观测器。与传统的滑模速度观测器相比,此观测器具有结构简单、新颖、易于实现的特点,且有效消除了在无速度传感器的电机控制系统中,运用滑模观测器所固有的高频速度抖动现象。该观测器利用电压和电流信号构成观测器估计电机转速、转子磁通值及转子磁通位置,其理论的正确性由李雅普诺夫理论证明。将其运用于采用磁场定向矢量控制方法的无速度传感器感应电机控制系统,实验证明在整个调速范围内都取得了良好的效果,系统具有良好的稳态精度及动态响应性能。     

无位置传感器永磁同步电机矢量控制系统的研究

在永磁同步电机矢量控制系统中,需要利用转子位置信息来实现转子磁场的定向控制。为了取消机械传感器,电机转子的速度和位置通过测量定子电流和电压来估计。基于滑模变结构理论,本文将滑模变结构控制应用于永磁同步电机控制系统。根据永磁同步电机的数学模型,设计了一个滑模变结构观测器,以估算电机的转子位置和速度,实现无传感器永磁同步电机的矢量控制。通过MATLAB建立了无传感器矢量控制系统的仿真模型,通过仿真验证了该方法的可行性和正确性,具有良好的性能。     

异步电动机矢量控制系统仿真与应用

无速度传感器感应电机具有价格低和高可靠性等优点,为取代有速度编码传感器,提出了一种基于TMS320LF2812 DSP的无位置传感器异步电机矢量控制系统。介绍了矢量控制的基本方程,并根据这些方程建立模型参考自适应系统(MRAS)来估计转子磁链,最后通过Matlab/Simulink仿真与基于DSP的无速度传感器异步电动机矢量控制实验进行对比分析,验证了该仿真和实际电机控制系统的调试都具有足够辨识精度,高动静态性能和高控制效果。     

基于高频脉振电压注入的内置式永磁同步电机控制

低速运行控制是无传感器永磁同步电机控制系统的关键技术之一。为提高无传感器PMSM矢量控制系统的低速性能,深入研究了一种基于高频脉振电压注入的转子位置估计方法。在估计的转子参考坐标系中注入脉振的高频电压信号,通过检测IPMSM定子侧的高频电流响应并对其进行适当的信号处理,获得了估计的转子位置和转速,实现了采用高频脉振电压注入法的无传感器速度控制。仿真结果表明该方法对电机转子位置和转速都具有良好的跟踪效果,能够使电机稳定有效地运行在低速甚至零速度状态。     

一种用于异步电机控制的新型滑模速度观测器研究

提出了一种新颖的用于异步电机控制的滑模速度观测器。该观测器具有结构简单、新颖、易于实现的特点,在无速度传感器的电机控制系统中,能有效地消除运用滑模观测器所固有的高频速度抖动现象。该观测器利用电压和电流信号构成观测器估计电机转速、转子磁通量以及转子磁通的位置,其理论的正确性可由李雅普诺夫理论证明。将其应用于采用磁场定向矢量控制方法的无速度传感器的感应电机控制系统,实验证明,在整个调速范围内都取得了很好的效果,系统具有很好的稳态精度和动态响应性能。     

异步电机矢量控制系统仿真与应用

无速度传感器感应电机具有价格低和高可靠性等优点,为取代速度传感器,提出了一种基于TMS320LF2812 DSP的无位置传感器异步电机矢量控制系统。文章主要介绍了矢量控制的基本方程,并根据这些方程建立模型参考自适应系统(MRAS)来估计转子磁链,最后通过Matlab/Simulink仿真与基于DSP的无速度传感器异步电动机矢量控制实验进行对比分析,验证了该仿真和实际电机控制系统的调试都具有足够辨识精度,高动静态性能和高控制效果。     

一种用于异步电机控制的新型滑模速度观测器研究

提出了一种新颖的用于异步电机控制的滑模速度观测器。该观测器具有结构简单、新颖、易于实现的特点，在无速度传感器的电机控制系统中，能有效地消除运用滑模观测器所固有的高频速度抖动现象。该观测器利用电压和电流信号构成观测器估计电机转速、转子磁通量以及转子磁通的位置，其理论的正确性可由李雅普诺夫理论证明。将其应用于采用磁场定向矢量控制方法的无速度传感器的感应电机控制系统，实验证明，在整个调速范围内都取得了很好的效果，系统具有很好的稳态精度和动态响应性能。     

无刷直流电机无位置传感器矢量控制系统

针对反电势波形是准正弦波的无刷直流电机,采用无位置传感器矢量控制实现速度和电流双闭环控制。在零速和低速阶段采用I-F起动方式,当电机运行到一定速度时,平滑切换到无位置传感器矢量控制方式,电机转子位置和速度的估计采用切换函数为变增益变边界层的Sigmoid改进型滑模观测器。实验结果表明,利用无传感器矢量控制方法可以实现无刷直流电机的正常起动、变速控制和稳定运行且具有良好的控制效果,该方案具有一定的工程应用价值。     

基于状态观测器的感应电机速度传感器故障诊断及容错控制

速度传感器是感应电机矢量控制系统的重要组成部分,当其出现故障时会严重影响系统的性能。设计感应电机矢量控制系统,并在此基础上实现了基于状态观测器的感应电机速度传感器故障诊断及速度传感器发生故障后的容错控制。在速度传感器正常时,状态观测器工作在故障诊断方式下;速度传感器发生故障后,该状态观测器工作在速度估计方式下,系统由原带速度传感器矢量控制方式平滑切换到无速度传感器矢量控制,从而实现速度传感器的容错控制。该设计的有效性在dSPACE实验平台上得到了验证。     

Rotor-position estimation for induction machines at zero and low frequency utilizing zero-sequence currents

This paper considers the position and speed estimation at low- and zero-frequency operations in standard delta-connected cage induction machines (IMs). A rotor-slot detection technique is used, where test vectors are injected during the pulsewidth-modulation (PWM) periods and the resulting zero-sequence-current derivatives (ZSCDs) are measured using a nonintegrating Rogowski coil. The rotor slotting in a near-standard 30-kW symmetric IM is utilized for rotor-position tracking. The rotor-slot number was selected to yield a measurable "position-dependent" ZSC. Experimental results show the variation of the measured current signals with rotor position and how these are used for tracking of the rotor position.     

基于线性磁链的IPMSM位置检测技术

针对内嵌式永磁同步电机(IPMSM)很难在静止坐标系下利用磁链预估转子位置的问题,在基于线性磁链的IPMSM数学模型的基础上,用电流观测误差构建滑模平面,提出了一种用滑模观测器来预估转子位置和速度的方法。该方法解决了外加低通滤波器引起的预估磁链的相位滞后,提高了位置和速度估算的鲁棒性。建立场路耦合模式下的IPMSM全数字无位置传感矢量控制仿真系统,精确地反映永磁同步电机与控制系统的相互耦合特性,并搭建和仿真系统一致的实验平台。实验结果与仿真结果表明该设计方法的正确性和可实现性。     

Four-Quadrant Sensorless Operation of Switched Reluctance Machine over the Wide Speed Range

Abstract

This paper presents four-quadrant sensorless control in switched reluctance machine (SRM) over the wide speed range. The proposed sensorless control technique could be employed not only at low speed with current chopping control (CCC) but also at high speed with angle position control (APC). At startup and low speed, the narrow voltage pulse is injected into the idle phases and the rotor position zone is determined by comparing the measured flux linkage with four flux linkage-current curves. The same flux linkage-current curves also can be adopted for rotor positions estimation at medium and high speeds. Two flux linkage-current characteristic curves in the inductance rising zone are employed to estimate the rotor position for motoring mode and the other two curves in the inductance falling zone are used to estimate the rotor position for braking mode. The experiments on a three-phase 12/8?pole SRM drive platform are carried out to verify the effectiveness of the proposed sensorless control technique.     

直驱永磁同步风力发电机无位置传感器控制

为了在无位置传感器的情况下,实现对直驱式永磁同步风力发电机的矢量控制,研究用简化卡尔曼滤波器进行电机转子位置和转速估计的方法.选取转子位置和转速作为状态变量,两相定子电流作为输入,建立了基于简化卡尔曼滤波器的永磁同步发电机状态估计离散模型,采用转子磁场定向的控制策略,实现了无位置传感器矢量控制.仿真结果表明:这种方法能够准确估计出电机的转子位置和转速信息,动静态性能良好,并基于此实现了最大功率追踪控制.     

滑模观测器在开关磁阻电机无位置传感器控制中的应用研究

提出了一个基于开关磁阻电机电感模型的滑动模型观测器来估计电机的位置和速度。仿真结果显示当电机的转速高于 2 0r/min时 ,此观测器能得到高分辨率的转子位置估计结果。为了在整个调速范围实现无传感器控制 ,还分别研究了另两种在接近零转速和起动阶段使用的控制方法来判断开关时刻。在全部调速范围内对整个系统进行了仿真和实验 ,结果令人满意。     

基于多重凸极跟踪的永磁同步电动机转子位置估计

提出了基于高频信号注入的内埋式永磁同步电动机多重凸极跟踪转子位置估算方法，对电机的多重凸极进行了建模、测量与分析，并设计了多重凸极的解耦观测器，补偿多重凸极对电机转子位置估计的影响；进行了基于多重凸极跟踪算法的控制系统实验。实验结果表明，所提方法能在低速和零速下可靠地估算出转子的磁极位置，且对电机的参数变化不敏感，在补偿了多重凸极的影响后，减小了转子位置估计的误差，提高了估计精度。     

Kalman法预估无刷直流电机转子位置和速度

无刷直流电机的换相和控制都需要准确的转子位置信息，然而安装转子位置传感器有其难以克服的缺点。文章提出了一种根据端电压、反电势估算转子位置和速度的方法-卡尔曼算法，它可以在线实时估计出转子的位置及速度。     

Model-based detection of rotor faults without rotor position sensor-the sensorless Vienna monitoring method

This paper deals with an extended approach of the Vienna Monitoring Method (VMM), which is a model-based technique to detect rotor asymmetries in the squirrel cage of an induction machine. The conventional VMM requires the measured voltages, currents, and the signal of a rotor position sensor. The novel scheme presented in this paper alternatively works without a rotor position sensor. In particular, for low-inertia drives, accurate estimation of rotor position is required. The rotor-fault-related double-slip-frequency torque modulation causes a speed ripple with the same frequency. Consequently, low-inertia drives are exposed to higher speed ripples. In this case, it is not sufficient to estimate the mean value of the actual speed, only. Even the speed ripple has to be acquired to benefit from the accuracy of the employed models of the VMM. The proposed technique evaluates the signatures of an inherent rotor fault in order to determine the rotor position signal. The speed ripple can be obtained from the torque modulations that the models already compute. This way, an accurate rotor fault detection technique without rotor position sensor can be realized.     

基于dSPACE的永磁同步电机转子位置和速度估计方法

讨论了基于dSPACE实现永磁同步电机转子位置和速度估计的方法.通过测量电机的端电压和流过定子线圈的电流,采用扩展卡尔曼滤波在线估计电机转子的位置和速度,实现了PMSM的无传感器控制.实验结果验证了该方法消除了无传感器控制策略的缺点,具有较好的控制效果.     

基于dSPACE的永磁同步电机转子位置和速度估计方法

讨论了基于dSPACE实现永磁同步电机转子位置和速度估计的方法。通过测量电机的端电压和流过定子线圈的电流，采用扩展卡尔曼滤波在线估计电机转子的位置和速度，实现了PMSM的无传感器控制。实验结果验证了该方法消除了无传感器控制策略的缺点，具有较好的控制效果。