无位置传感器永磁无刷直流电动机换相校正技术

以高速永磁无刷直流电动机为对象,针对高速下转子位置检测困难,在反电动势法基础上,探究一种基于坐标变换的无位置传感器控制策略;针对电机的换相误差,在坐标变换法无位置传感器控制驱动策略下探究了基于转子磁链观测的最大转矩/电流比换相校正控制算法(MTPA),该方法能校正电机换相点,使相电流相位与反电动势相位一致,从而改善电机系统的各项性能。最后,通过仿真验证了的高速永磁无刷直流电动机坐标变换法无位置传感器控制策略和磁链法最大转矩/电流比换相校正算法的有效性及优越性。     

无位置传感器无刷直流电机磁链函数控制方法

无刷直流电机转子位置和转子磁通与定子绕组产生的磁链信号密切相关。该文建立了和转子磁链直接相关的函数，据此获取转子位置信息，经过处理可获得无刷直流电机的换向信号。该方法不依赖于转子速度，可保证无刷直流电机转速在较大的运行范围内有效控制。据此基于Matlab／Simulink进行仿真研究。仿真研究结果证明了该方法的可行性和高效性。     

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。     

优化磁链算法的稀土永磁无刷电机位置检测方法

结合无位置传感器稀土永磁无刷直流电机的特点,在分析经典的稀土永磁无刷直流电机磁链观测法及三次谐波过零检测法的基础上,针对磁链观测法控制精度受电机电抗变化影响,而三次谐波过零检测法需要其他方法配合且不能得到连续转子位置信号的问题,提出磁链基波和三次谐波组合优化的无刷直流电机无位置传感器控制方案。方案对转子磁链三次谐波进行一定的逻辑运算得到三分之一电机旋转周期的连续转子位置信号,利用转子磁链基波信号计算得到的位置信号进行定位,两者配合得到不受电机电抗变化影响的连续转子位置信号,进而控制电机的换向和运行。仿真和实验结果表明,本文提出的方案能够准确检测所需的转子连续位置信号,能够准确控制无刷直流电机的换相。     

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。     

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。     

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。     

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。     

无位置传感器永磁无刷直流电机的起动控制研究

针对无位置传感器无刷直流电机存在的起动问题,根据无刷直流电机的起动换相时刻与直流母线电压直接相关的特点,提出一种插值起动方法。该方法首先通过改变母线电压值,采集相应的起动换相时刻数据样本。在离线情况下,以母线电压为输入,换相时刻作为输出,拟合出两者之间的3次样条插值函数。开环起动时,该方法能够准确计算出任意母线电压下电机的起动换相时刻;闭环起动时,随着PI调节器控制的母线电压有效值的变化,系统通过插值函数在线修正换相时刻,从而保证电机准确换相。起动完毕后,由软件将系统切换到反电势运行状态。仿真和实验表明,提出的插值起动方法,广泛适用于无位置传感器无刷直流电机的开环、闭环以及相应情况下的带负载起动。     

基于转矩观测的分时换相策略的无刷直流电机直接转矩控制

直接转矩控制(DTC)理论应用于无刷直流电机转矩波动抑制方面已有了一些研究成果,但与实际工程应用仍有一定的差距。其中一个原因是二二相导通方式无刷直流电机带来的关断相使其磁链的轨迹复杂,导致磁链观察和给定环节困难。结合最佳分时换相策略和DTC的优点,用分时换相策略代替磁链观察环节,同时将直接转矩中的转矩观察用于分时换相时刻的确定,设计出一种结构简单,实用性强的无刷直流电机控制系统。仿真试验结果表明,该系统在电机高速或低速运行时都能达到良好的转矩波动抑制效果。     

一种无传感器无刷直流电动机的控制方法

介绍了一种新的无位置传感器无刷直流电动机的转子位置检测方法-速度无关位置函数法。利用DSP的强大运算功能,通过分析永磁无刷直流电动机的相电压与相电流给出转子速度无关位置函数。该方法能在转子转速接近为零到高速时较好地确定转子的位置,可靠准确地换相,从而简化了硬件电路,提高了转子的位置估计精度。实验表明,该方法具有良好的调速性能。     

一种混合电动汽车用无刷直流电机转子位置检测方法

提出了一种检测混合电动汽车用无刷直流电机转子位置的新方法,该方法通过检测电机的三相平均线电压获得转子位置信号,与传统的反电势过零检测法相比,提出的方法无需构建电机中性点,无需复杂的延迟电路,电路结构简单,成本低廉。理论分析和实验结果表明提出的方法在较宽的工作范围内对混合电动汽车用无刷直流电机具有良好的控制性能。     

新型无刷直流电机换相转矩脉动的抑制控制方法

文中分析了永磁无刷直流电机的换相原理，以换相电流为研究对象，在研究了电机运行于高速区和低速区时换相电流预测控制规则基础上，提出了一种抑制换相转矩脉动的方法。该方法结合了换相电流预测控制和直流母线负电流消除特性。在换相期间通过检测直流母线上的电流，采用换相电流预测，确保在换相期间关断相的电流下降率和开通相的电流上升率相等，从而保证了换相期间非换相相电流的恒定，并同时结合直流母线上负电流消除措施，有效地减小了换相电流的脉动，达到抑制换相转矩脉动的目的。通过仿真和实验验证了所述方法的正确性。     

两相导通型凸极式永磁无刷直流电机DTC中换相区间转矩跌落抑制策略

两相导通空间矢量调制型直接转矩控制SVM-DTC(space vector modulation-direct torque control)可以有效抑制永磁无刷直流电机BLDCM(brushless DC motor)非换相期间转矩脉动及换相期间的转矩增长现象,但却不能抑制换相期间的转矩跌落现象。为此,对凸极式BLDCM SVM-DTC方法中换相区间转矩脉动进行了分析,提出一种抑制高速区换相区间转矩跌落新方法。根据转矩跌落的大小,调节关断相功率管的占空比,以达到抑制非换流相电流跌落和抑制转矩脉动的目的。实验结果验证了所提转矩跌落抑制控制策略的有效性。     

无刷直流电机PWM_ON_PWM调制方式转矩特性研究

转矩脉动是影响无刷直流电机性能的重要因素。对PWM_ON_PWM调制方式换相区间与非换相区间转矩脉动进行计算与分析,并与其它经常使用的四种调制方式进行对比,以寻求低转矩脉动的最佳PWM调制策略。在换相区间,推导了转矩脉动的解析表达式,绘制了转矩脉动随占空比D的变化曲线,提出根据不同转速采用不同调制方式的控制方法。在非换相区间,分析了关断相续流和非导通相续流产生的条件,总结了不同PWM调制方式非换相转矩脉动的规律,论述了采用PWM_ON_PWM调制方式对非换相转矩脉动的影响。最后对一台10k W无刷直流电机转矩脉动进行测试,验证了所提结论的正确性。     

无刷直流电机换相转矩脉动的抑制

无刷直流电机由于功率密度高、控制容易而获得广泛应用.但高、低速下由电流换相造成的非换相相电流的失真会导致转矩脉动.本文提出了一种采用抑制非换相相电流脉动来抑制转矩脉动的新方法:即在高速下,采用降低续流相电流下降速率来间接控制非换相相电流;在低速下,直接控制非换相相电流.控制系统由模拟电路实现,结构简单,性能可靠.仿真和实验验证了所提出方法的正确性和实用性.     

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。     

基于统一式的无刷直流电动机换相转矩脉动抑制新策略

分析了无刷直流电动机(BLDCM)换相转矩脉动产生的本质,在BLDCM及逆变器数学模型的基础上推导出了不同PWM控制方式的换相转矩脉动统一式.在只有单级逆变器的调速方式下,基于直流母线电流控制,提出了一种全速度范围内抑制电动机换相转矩脉动的PWM控制方法,保证换相期间开通相和关断相电流上升率和下降率相等.该方法算法简单...     

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。