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.     

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。     

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。     

无刷直流电机无位置传感器控制新方法与实现

无刷直流电机的无位置传感器的控制通常采用反电动势法,但此方法存在滤波电路造成相位滞后、启动时反电动势检测困难、重载时换相续流的影响等问题。该文章提出一种根据非导通相端电压检测,无刷直流电机的无位置传感器直接换相方法。该方法克服了传统反电动势法存在的诸多缺陷,提高了换相的准确性,实现了无刷直流电机无位置传感器控制的直接换相。通过理论分析得出换相时非导通相端电压变化情况并进行了深入的研究。经过实验与研究,验证了该方法的可行性。     

基于线间反电动势的无刷直流电机转子位置估算

在对传统的反电动势过零法和转子磁链G函数法估算转子位置分析的基础上,提出了一种利用线间反电动势过零原理并构造F函数来对转子位置进行估算的全新方法,并用于无位置传感器无刷直流电机控制。对线间反电动势过零检测与转子位置信号之间的对应关系进行了深入的分析,揭示了每一个线间反电动势的过零点即为对应的换相点。利用线间反电动势的倒数构造F函数来估算换相时刻。仿真结果表明,提出的转子位置估算方法计算简单方便,具有较高的精度,可以在全速范围内实现对转子位置的准确估算。     

重载条件下无刷直流电机无位置传感器驱动换相续流影响的分析及其补偿

无刷直流电机(brushless DC motor,BLDCM)换相时刻关断相电流的续流造成电机端电压的畸变。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,重载条件下甚至会造成换相失败,制约了反电动势检测法的电机功率应用范围。因此,该文针对电流续流影响端电压的机理加以分析,建立了电流续流产生相位超前的数学模型,并给出了位置检测信号相位超前的补偿算法。仿真和实验结果表明,经过补偿后的位置检测接近最佳换相时刻,重载条件下仍可正常运行。     

无刷直流电机无位置换向控制

电动汽车中由于空调压缩机制冷液具有腐蚀性。所以采用无位置无刷直流电机。一般的换相控制通过检测反电动势过零点而问接获得换相时刻。但是由于电机的非线性动态特性、温度、转速等因素的影响。难以得到准确的信息。文中利用神经网络的非线性任意逼近特性．提出一种基于神经元网络的电机相位补偿控制。首先由硬件电路获得有效的反电动势信息。再利用BP神经网络进行正确相位补偿。实现无刷直流电机的无位置传感器控制．获得了较好的效果。     

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。     

无感无刷直流电机控制系统的研究与设计

针对无感无刷直流电机控制系统中转子位置信号获取的问题,通过无刷直流电机拓扑结构分析了反电动势过零点检测法的原理,以及基于模拟中性点电压作为参考点的反电动势过零点检测电路原理,详细设计了对应的硬件电路和软件程序,并最终进行了无感无刷直流电机控制系统的测试。测试结果表明换相时刻滞后反电动势过零点后30°电角度,可以获得正确的功率管导通顺序,系统运行稳定。     

无刷直流电机无位置传感器检测电路分析

针对高速无刷直流电机无位置传感器控制,分析了影响电机转子位置检测的原因,以及不同滤波电路给电机带来的角度误差问题,提出了一种无刷直流电机无位置传感器转子位置检测策略。该控制策略以全转速范围内不切换换相表为前提,即可以滤除干扰又可以对滤波带来的滞后进行补偿,实现无刷直流电机高精度换相。实验表明,该滤波策略在全转速范围内能有效地补偿电机换相误差,减小电流波动,提高电机性能。     

反电动势过零检测无刷直流电机转子位置新方法

在对传统的反电动势过零检测原理分析的基础上,提出了一种利用线电压来实时计算反电动势的无刷直流电机(BLDCM)转子位置辨识方法。该方法抛弃了传统的反电动势过零硬件检测方法,通过检测无刷直流电机任意两路线电压,经软件实时计算,就可以得到未导通相的反电动势过零值,再延迟30°电角度即可得到对应的换相点。对电机中点与直流母线电压中点的电位关系进行了具体推导,分析了在全桥PWM调制方式下断开相在非换相区间无电流续流的现象,从而证明全桥PWM调制方法适用于本文提出的转子位置辨识方法。该方法结构简单,不需要构造电机中点、不需要反电动势过零硬件检测和深度滤波电路。仿真和实验结果表明,本文提出的方法辨识转子位置精度较高,可以在较宽的转速范围内实现BLDCM的无位置传感器控制。     

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。     

高速磁悬浮无刷直流电机无位置换相误差闭环校正策略

针对基于线反电动势的高速磁悬浮无刷直流电机无位置换相误差问题,分析了PAM调制方式下存在换相误差时非换相相电流的精确表达式。针对PAM调制方式下高速无刷电机的换相过程持续时间极短,提出一种校正无位置换相信号误差的新型闭环控制方法,以换相前后30°范围内非换相相电流积分相等为目标,将换相前后非换相相电流积分差值作为反馈量,通过PI调节来自动校正换相信号的相位,采用基于‘90?α’与‘150?α’最优滞环切换的换向策略保证相位可靠校正。实验验证了该闭环校正策略在32 000r/min范围内能够对换相信号误差进行实时补偿。     

计及中性点电压的无刷直流电机无位置传感器控制

为解决无刷直流电机在低速状态下检测转子位置的难题,提出了一种新颖的无位置传感器控制方法。该方法基于凸极式永磁无刷直流电机定子绕组电感是转子位置的函数这一特点,采用H_PWM-L_PWM调制方式,通过检测定子绕组中性点电压的波动情况,从而判断通电相的定子绕组自感是否相等,进而推断出反电动势的过零时刻。再借鉴反电动势法的特点,在过零点的基础上滞后30°电角度,即可确定换相时刻,理论推导证明了该方法的正确性。在实验过程中把该方案与霍尔传感器换相的方法进行了对比,验证了这种方法的有效性。     

线反电动势检测无刷直流电机转子位置方法

利用传统的反电动势过零检测原理,提出一种利用简化的线反电动势过零检测无刷直流电机转子位置方法,该方法通过实时测量无刷直流电机的任意两路线电压和两路相电流信号,并利用定子电阻参数进行实时简化计算,就可以得到三路线反电动势的过零时刻,从而实现无刷直流电机的无位置传感器控制.该方法结构简单、计算方便,不需要构造电机中点,也不需要进行相位延迟补偿,定子电阻变化对转子位置辨识的精确度影响较小.仿真和实验结果表明,提出的改进线反电动势过零检测方法可以在较宽的速度范围内对转子位置进行准确检测.     

线电压确定无刷直流电动机转子位置新方法

针对无位置传感器无刷直流电动机控制问题,提出一种基于线电压的转子位置检测新方法。依据绕组电压方程,给出了电机反电动势计算方法。通过采样电机线电压,得出反电动势计算值,确定电机换相时刻。为解决反电动势计算值中窄脉冲引起过零点误判的问题,依据反电动势变化率在换相时刻远大于非换相时刻的原理,采用反电动势变化率检测法判断过零点时刻。仿真和实验结果显示该方法能够准确提供转子位置信息,在负载转矩恒定和突变情况下无换相错误等异常情况,表明该方法具有良好的适应性和可靠性。     

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。     

基于反电动势法无刷直流电机换相新方法

为了保证无刷直流电机的精确换相,针对传统反电动势法换相策略导致的换相超前或滞后,甚至失步的问题,提出了一种新的基于反电动势法电机控制的换相策略。此策略避免了反电动势过零点后迟滞时间的设置,使电机检测到反电动势过零点后直接换相,通过提高相电压控制PWM占空比的的方式,补偿转矩损失,避免转矩波动,提高了电机控制的可靠性。同时,通过理论和实验进一步分析了新换相策略的优缺点,验证了新换相策略的可行性,具有较高的工程应用价值。     

基于线反电动势的高速磁悬浮无刷直流电机无位置换相策略

针对大功率高速磁悬浮无刷直流电机电磁干扰大的问题,采用基于线反电动势深度低通滤波的无位置传感器控制,分析了导致高速电机换相信号不准确的原因,明确了相电流与器件电阻、器件直流压降的关系,给出换相信号不准确时相电流的精确表达式。针对高速磁悬浮电机转速带宽高带来的换相信号不准确问题,提出一种基于‘90?α’与‘150?α’最优滞环切换的换相信号补偿策略,以电机切换前后的电流脉动最小为原则,确定了最优滞环宽度。通过试验,电机平稳运行到最高32 000r/min,不仅实现了两种电机换相策略的平滑切换,而且对换相信号误差进行了有效补偿。