采用免疫高频脉动信号注入的PMSM转速辨识方法

高频脉动信号注入法因鲁棒性强、对电机参数变化和测量误差敏感性弱,在零速和低速区不仅能很好地对内置式永磁同步电机(PMSM)转速进行估算,而且适用于表贴式永磁同步电机(SPMSM),但其转速辨识精度与信号处理过程中滤波器时间常数有直接的关系,采用固定带宽滤波器的高频脉动信号注入法只能在狭小的转速范围内具有良好的估算精度,限制了其调速范围。提出了一种采用免疫高频脉动信号注入的PMSM转速辨识方法,以免疫应答系统为基础,引入一种免疫算法,分析了该算法的实现方式。将免疫算法应用到高频脉动信号注入法中,可以在线调整信号处理过程中滤波器的时间常数,克服了传统高频脉动信号注入法因固定滤波时间常数引起调速范围狭窄的问题。仿真与实验结果验证了采用免疫高频脉动信号注入的PMSM转速辨识方法的正确性和有效性。     

变频器控制的异步电机参数辨识研究

准确的电机参数对提高电机矢量控制系统的控制质量至关重要。基于电动机的T型等效模型,利用变频器自身的功能给电机注入不同的电压信号,通过检测输出的电压、电流,计算出异步电机的参数。整个辨识过程电机处于静止状态,且不需要额外的硬件。针对变频器的输出误差,除了进行一般的补偿外,还对直流母线电压进行了补偿。最后,在以DSP芯片MC56F84763为核心的电机控制平台上进行了辨识方法的验证。本辨识方法的结果与传统测试方法所得参数值的误差在3%左右。     

12/10极永磁磁通切换电机转子初始位置检测

电机转子初始位置检测的精度直接决定其启动运行时的性能。针对12/10极永磁磁通切换型电机,在验证其凸极性的基础上,采用注入脉振高频信号实现转子初始位置估计。通过对传统高频脉振正弦电压信号注入的分析,研究了基于高频方波或三角波的注入方法,再利用电流差值调制或直接信号调制方法得到位置误差信号,同时根据磁路的饱和效应,通过对d轴电流过零点时间差值的累加,实现了磁极方向辨识。分析了位置误差信号的系数与初始位置检测收敛性的关系。通过实验验证了所提方法的正确性和可行性。     

基于静态频域法的电励磁同步电机参数辨识

同步电机数学模型及参数对电力系统分析计算、电机设计、电机运行及控制等都具有重要意义。针对目前各种参数辨识方法的局限性,研究了基于静态频域法测试电机参数,该方法是电气和电子工程师协会(IEEE)颁布的标准指导测试方案,已成为辨识同步电机参数普遍应用的方法。根据静态频域法测试步骤,在电机静止状态下,给定子施加一个低电压、变频电源信号,测出相应的响应信号,并从电机的等效电路出发辨识电机参数。该方法不受地点限制、安全系数高、能够获得较全面的电机参数,实验结果表明采用静态频域法能够有效地辨识出电机参数。     

考虑等效电磁损耗电阻偏移的永磁同步电机直流信号注入在线参数辨识方法

在实际运行过程中，永磁同步电机的电气参数将受到温度、磁饱和等诸多物理因素的影响而发生偏移，进而影响到效率最优控制、电流解耦控制等优化算法的运行效果。因此，为实现高性能电机控制，永磁同步电机的多电气参数在线辨识显得尤为重要。然而，现有参数辨识方法并未考虑铁磁损耗的影响，更未关注铁磁损耗随电流的偏移情况，所以在辨识精度上仍存在提升空间。对此，该文综合考虑铁磁损耗、铜损，将其集总为电磁损耗，并基于串联电磁损耗电阻模型，提出一种考虑等效电磁损耗电阻偏移的永磁同步电机直流信号注入在线参数辨识方法。该方法首先提出等效电磁损耗电阻随电流偏移的电机模型；其次由此设计同时考虑磁饱和、等效电磁损耗电阻偏移的直流信号注入在线参数辨识方法；由于待求解方程组较多，采用最小方均算法进行参数求解；最后通过实验测试所提方法的准确性，测试结果表明，与正弦信号注入法、传统直流信号注入法相比，所提方法的参数精度有所提升。     

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.     

基于FFRLS与转速扰动注入法的永磁同步电机在线参数辨识

针对永磁同步电机(PMSM)在恒定转速下的参数在线辨识问题,使用了一种基于含遗忘因子的递推最小二乘法(FFRLS)的小转速扰动注入法来同时在线辨识PMSM电气参数和机械参数。整个辨识过程分为两步,首先采用FFRLS方法,对电机的定子电阻、电感和磁链等参数实时辨识;其次,对于电机转速恒定的应用场景,电机角速度的微分量几乎等于零,很难对电机的转动惯量进行在线辨识,采用在恒定转速中注入扰动的方法进行机械参数实时辨识。仿真结果表明,所提的方法可以在电机转速恒定的条件下较快速准确地辨识电机的电气和机械参数。     

感应电机矢量控制系统参数辨识研究

在矢量控制系统中,转子磁场定向的精度在很大程度上依赖于电机参数。从电机的稳态等效电路出发,提出了一种利用变频器自身的资源来对电机参数进行辨识的方案。对方案进行了具体分析,并且利用基于TMS320F2407 DSP的感应电机矢量控制系统对方案进行了试验验证。试验结果证明这种方法能够为矢量控制系统提供较高精度的电机定、转子参数,具有简单、易操作的特点,有一定的可实施性。     

具有阻尼绕组永磁同步电动机的转子位置辨识方法

针对永磁同步电动机控制系统中位置传感器安装困难、可靠性低的问题,提出基于单相信号注入的无传感器转子位置辨识方法。分析了具有阻尼绕组永磁同步电动机采用单相信号注入法检测转子位置的原理,即通过注入单相高频或低频信号检测电机的阻抗特性,从而准确计算转子位置角度;再利用直流偏置法鉴别转子永磁体的极性。利用有限元方法对具有阻尼绕组永磁同步电动机的阻抗特性和转子位置关系进行了仿真分析。通过有限元仿真与样机实验验证了基于单相信号注入转子位置辨识方法的可行性,为永磁同步电动机无传感器控制技术的实际应用提供了良好的理论基础。     

基于自组织竞争网络的异步电机参数辨识研究

矢量控制系统中的转子磁场定向的精度取决于异步电动机的参数。在传统的利用空载、短路实验测量电机参数方法的基础上,本文提出一种利用变频器自身的资源,不需要外接电路的方案来对电机参数进行辨识。为了克服由于数据采样精度所照成的参数波动较大的缺点,提高所辨识参数的精度,利用上位机中基于自组织竞争神经网络算法对所得参数组进行学习以获得最优参数。试验结果表明:该神经网络可快速收敛,并可抑制参数异常点的干扰,获得较为精确的参数。     

基于变频器的异步电机离线参数辨识

分析了基于变频器控制的异步电机参数辨识方案.对传统测定子电阻的直流试验方法进行改进,提出了一种消除功率开关器件压降影响的定子电阻辨识方法.通过向电机施加单相电压信号,得到了电机参数的计算公式.针对单相试验中电机定子电流准幅值和相位的对电机参数精确估计的需求,提出了一种基于离散傅里叶变换测量电机定子电流幅值与初始相位的方法,所述算法考虑到由于非同步测量误差以及频谱泄漏和栅栏效应引起的离散傅里叶变换计算误差的修正问题.MATLAB/Simulink仿真结果证实了所提方法的有效性.     

大容量变频器对电动机继电保护的影响

火力发电厂重要辅机采用大容量变频器调速后,对电动机的传统保护方式产生了很大影响。由于微机型差动保护装置的数字信号处理是基于傅里叶变换,频率范围是45～55Hz,远小于变频器频率变换范围,使其不适用于变频回路,提出采用磁平衡式纵差保护解决变频电动机回路相间短路保护问题;针对传统的零序CT方法检测电动机或电缆单相接地故障非常困难,变频器自身的保护功能也不能检测单相接地故障,提出的谐波注入法可以很好地解决这一难题。     

6SE70在主卷扬应用的控制原理与参数设定

高炉上料主卷扬电动机变频调速主要是应用变频器的多步调速技术。各品牌变频器的多步调速控制方法及参数设定各不相同。西门子6SE70型变频器的多步调速控制原理与参数设定方法,与其它品牌及型号有差别,但要难于其它品牌,要实现6SE70变频器多步调速设计,必须根据功能图做信号源命令端子的软件连接。介绍西门子6SE70型变频器输入命令信号源和输出信号源内容及连接器连接方法.基于6SE70变频器内部功能互联技术(BICO),根据高炉主卷扬变频调速控制要求,对输入命令源和输出信号进行实现控制要求的组合,完成组合要求的基于功能图的参数设定。     

基于半桥MMC特征信号注入的柔性直流线路频变参数辨识

柔性直流电网故障电流上升速度快与电力电子器件过流能力弱形成突出矛盾,线路保护需要在数毫秒级完成故障判别,输电线路精确参数的获取对于提升继电保护的性能至关重要。然而直流系统中缺乏稳定基频,导致输电线路相关参数难以获取、保护实现较为困难。针对柔性直流线路频变参数难以获取的问题,提出基于半桥模块化多电平换流器(half bridge modular multilevel converter, HB-MMC)特征信号注入的柔性直流线路频变参数辨识方法。首先通过换流器控制在线路中注入特定频率信号,然后利用快速傅里叶分解提取不同频率的信号并计算指定频率下的线路参数,最后依据不同线路参数的频变特性拟合出对应的幅频特性曲线。仿真表明,所提参数辨识方法可以准确拟合保护所需直流线路频变参数,参数辨识频段内相对误差小于1.5%。     

超声波电机转速控制模型的迭代学习辨识建模

超声波电机的转速控制模型是其运动控制研究的基础。为研究以驱动频率为调节变量的超声波电机转速控制模型，根据超声波电机驱动频率与转速之间关系特性的实测数据，建立超声波电机转速控制的二阶线性时不变模型。给出迭代学习辨识策略对电机转速控制模型的参数进行辨识。针对超声波电机的每组实测数据中数据量不同导致的参数收敛性减弱的情况，通过双范数最优理论来设计迭代学习辨识的参数学习律。将迭代学习辨识所得结果与Hammerstein模型比较。仿真和实验结果表明，二阶线性时不变模型下的迭代学习辨识可以有效地辨识超声波电机的模型参数，参数收敛速度快、收敛性较好，所建模型精度较高，建模方法有效。     

无速度传感器直接转矩控制与矩阵变换器的融合系统研究

提出一种基于矩阵变换器供电的交流电动机无速度传感器直接转矩控制系统和控制方法,以降低谐波污染,提高控制精度.在阐述矩阵变换器和无速度传感器直接转矩控制方法的基础上,重点讨论了二者的融合技术和转速的模型参考自适应参数辨识法.仿真结果表明参数辨识的精度高于测量模块的测量精度,动态响应好.同时能发挥矩阵变换器和直接转矩控制的优势,成为一种高性能的交流调速系统.     

基于TR-BFGS的PMSM变参数识别及优化控制

永磁同步电机参数会随着运行工况的变化而改变,为实现高精度控制,提高系统稳定性,工程上可采用PMSM变参数控制技术。针对目前PMSM在线参数辨识方法对噪音等非电气因素的鲁棒性差、辨识精度不高的问题,本文介绍了基于TR-BFGS算法的变参数识别方法及优化控制技术。建立PMSM在dq坐标系下的等效数学模型,以实际电机电流和模型输出电流为基准,设计合适的目标函数,去除辨识中的系统扰动和固有误差,通过求解目标函数最小值获取PMSM参数预测值,并以此更新电流、转速双闭环控制系统中电机参数值。试验结果表明,本文所提参数辨识方法辨识精度高,可实现PMSM变参数高性能控制。     

基于递推最小二乘算法的感应电动机参数离线辨识

感应电动机参数离辨识是实现高性能变频调速的前提.对基于递推最小二乘(recursive least-squares,RLS)算法的电机参数离线辨识的具体实现进行了详细阐述:基于离线辨识时电机的静止特性,简化了电机数学模型,减少了计算量;采用改进欧拉数值解法,求解巴特沃思数字滤波状态方程,既可获得信号的滤波值,同时又直接解得了信号的1阶和2阶导数值,避免了导数离散化的误差影响,提高了运算精度;运用线性反馈移位寄存器产生伪随机白噪声序列(M序列),作为辨识的激励信号;针对不同功率的电机进行了大量的仿真和实验研究,实验结果表明所提方法稳定性良好,辨识结果的一致性和准确性较高.     

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.     

基于变频器-电动机系统的电动机参数辨识

在高精度变频调速系统中,准确的电动机参数是系统性能的保证。论述了基于变频器-电动机系统的电动机静态参数辨识。给出了辨识参数时的控制方法及实验波形,得到了令人满意的参数辨识结果。