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.     

一种新颖的无刷直流电机无位置传感器控制系统

为了实现无刷直流电机无位置传感器控制,提出了一种新颖的绕组反电动势检测方法.该方法通过比较电机断开相绕组端电压和逆变器直流环中点电压的关系,直接检测到断开相绕组的反电动势过零点,从而获得转子位置信息.本系统仅检测三相绕组中一相绕组的反电动势,通过软件延时得到六个离散的换相信号,简化了检测电路.文中对电路结构进行了分析,并在由该方法构成的无位置传感器控制系统上进行了实验验证,实验结果表明了本文提出的反电动势检测方法的有效性.     

最佳PWM调制方式控制的无刷直流电机转子位置检测

为了实现最佳PWM调制方式无刷直流电机的无位置传感器控制,提出了一种新颖的转子位置信号检测方法,该方法通过检测线电压差的过零点,间接检测到断开相绕组反电动势的过零点,再将该过零点延迟30°电角度即可获得无刷直流电机绕组换相所必须的转子位置信号。实验证明,应用此检测方法构成的最佳PWM调制方式无刷直流电机无位置传感器控制系统可以运行在很宽的工作范围内。文中对该检测方法的原理进行了分析,得到了检测电路的结构图并通过实验验证了该方法的正确性和可行性。     

无刷直流电机无位置传感器控制调速系统的设计与实现

在传统的反电动势过零硬件检测无刷直流电机转子位置方法的基础上,利用检测的任意两路线电压信号来实时计算相反电动势过零信号,从而得到其过零点,再延迟30°电角度即为实际的换相信号。基于该反电动势软件计算法构建了无刷直流电机无位置传感器控制调速系统,仿真和试验均表明:该系统能够准确估算换相信号,具有较好的动、静态特性和抗负载扰动能力。     

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。     

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。     

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。     

无刷直流电机无位置传感器单相反电势检测法

基于传统的反电动势过零检测原理,提出一种新型反电动势过零检测无刷直流电机转子位置的方法。通过将无刷直流电机中性点隔离抽出,实时检测无刷直流电机的一相反电动势过零信号,利用算法预测其余两相反电动势的过零时刻,实现无位置传感器控制。该方法实现简单,进行较小的相位延迟补偿后在较低转速下就可以准确检测过零点,调速比性能更佳。试验结果验证了理论的可行性和有效性,达到了预期效果。     

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。     

无位置传感器开关磁阻电机的简单控制方法

提出一种无位置传感器开关磁阻电机的简单控制方法,该方法是基于励磁相电感的变化.激励相的相电感跟随转子位置有规律的变化,当定子凸极和转子凸极接近对齐时,相电感逐渐增大,当定子凸极和转子凸极对齐时,相电感达到最大值,随后逐渐减少.因此,当相电感小于等于零时,通过改变激励相来控制开关磁阻电机,这种控制方法无需位置传感器.通过理论分析、仿真实验论证了该方案的可行性.     

基于高频信号耦合注入的内置式永磁同步电机

内置式永磁同步电机(IPMSM)受转子凸极性的影响,绕组电感随转子磁极位置呈周期变化。考虑到上述特征,提出一种基于高频信号注入的IPMSM转子初始位置检测方法。将高频信号依次注入定子两相绕组,并提取定子绕组高频信号线电压,运算处理后获得没有考虑转子磁极极性的初始位置角。随后注入脉冲电压矢量进行转子极性判断,从而获得准确的初始位置角。理论分析和试验结果表明,该方法对电阻参数依赖较小,不受逆变器非线性和电流传感器检测精度的影响,能够准确检测转子初始位置角,满足IPMSM平稳起动的要求。     

基于高频电压信号注入的永磁同步电机转子初始位置估计

提出了一种表面安装式永磁同步电机转子初始位置估计的方法。其原理是向定子绕组中注入脉动的高频电压信号,由于定子电感随转子位置q 而变化,因此绕组的高频电流响应信号中含有q 角的信息,但是该方法无法判断转子磁极的极性,因此在初步辨识出q 角的基础上再向d轴注入高频电压信号,并利用磁场饱和引起的电感量的变化来估计出转子的磁极极性。该方法不需要知道电机的精确参数,也不需要额外的硬件。介绍了实验系统的构成和参数,给出了实验结果,实验结果表明理论分析正确。     

一种新型无位置传感器无刷直流电动机起动方法

根据无刷直流电动机理论,应用起动时首先施加激励的主动检测方法,得到了转子的初始位置,保证了无刷直流电动机的正确成功起动。作为初始位置检测的关键,文章给出了相电感和转子的位置关系,同时对影响相电感的主要因素做了分析。仿真结果令人满意。     

Analysis of no-load characteristics of a bearingless inductionmotor

This paper presents the design and analysis of a bearingless squirrel cage induction motor. There are two sets of stator windings. The main winding is a four-pole arrangement, while the control winding is a two-pole type. The latter is utilized to produce radial forces on the rotor shaft. The two-pole winding currents are regulated by radial position sensors and control strategies in order to maintain the rotor shaft position near the air gap center. The voltage and current relationships of the two-pole windings were derived from the machine inductance model and equivalent circuits. The influences of the secondary rotor circuits were also taken into account. The theoretical values of current, voltage, and radial force were compared with experimental results. It was found that the two-pole windings need only about 2 percent of the voltampere (VA) requirements of the main motor windings     

电动自行车轮毂式无刷直流电机结构分析

本文针对电动自行车轮毂式无刷电机,分析定子非重叠绕组和重叠绕组、转子表面粘贴式磁钢和内嵌式磁钢的结构特点并提出设计原则。     

饱和凸极及绕组非对称性对高频信号注入法估计转子位置的影响

永磁电机除了物理凸极,还存在由于磁路饱和所产生的饱和凸极,饱和凸极主要对定子漏电感产生影响;电机绕组在物理上也可能不对称,从而产生一个椭圆形的旋转磁场.这两种因素的互相作用,使得高频负序电流的谐波含量增加,给转子位置的估计带来误差.本文对这一问题进行了理论研究和实验验证.初步阐释了负序谐波电流产生的原因及造成的影响,并...     

Initial rotor position estimation of a SRM drive installed in an electric vehicle

In this paper an estimation method of the initial rotor position at a stand still condition for switched reluctance motor (SRM) drives is proposed. In the SRM, a rotor shaft is connected to an incremental encoder, thus, only an initial position should be detected to realize smooth start up operation. The proposed method is injecting voltage pulses to all windings and detecting the current and estimating the position based on a simple relation between inductance profile and phase current. With an accurate estimated rotor position, the motor can start smoothly under heavy load. The proposed method is implemented in a 6‐stator‐pole and 4‐rotor‐pole, 1.5 kW switched reluctance motor installed in an electric vehicle. © 2011 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

混合式步进电动机绕组电感的研究(2)

采用一种改进的ｄｉ／ｄｔ法,被称为动态磁滞回线法的测试系统,对典型结构的二相混合式步进电动机的绕组电感进行实验研究,给出了相绕组电感及相绕组间互感随转子位置角及绕组电流变化的基本规律。     

新型结构高速无槽永磁同步电机研究

针对高速无槽电机电感普遍较小的问题,提出了一种新型结构的高速无槽永磁同步电机。该电机的定子采用一种集成电感的新型无槽结构,由一种新型无槽定子铁心和背绕式绕组两部分组成,能够显著增加每相绕组的漏感;转子采用双层Halbach永磁阵列,可以得到很高的气隙磁密正弦度。首先重点介绍了集成电感的无槽电机定子的结构,分析了漏感增加的机理。通过解析法得到了附加漏感的计算方法,并分析了附加漏感与定子结构尺寸的关系。其次介绍了双层Halbach永磁阵列的结构和特点。通过仿真分析,将新型电机与普通无槽电机的特性进行了对比,验证了增加漏感的优势。最后,制造了一台新型高速无槽永磁同步电机的样机,通过实验证明了新型电机的有效性。