基于高频电压注入法的PMSM离线参数估计方法

针对永磁同步电机参数的离线估计问题,提出一种基于高频电压注入法的电机静态离线参数估计方法。将电机模型等效为转子旋转坐标系(d-q轴)电路,并在d,q轴上注入带直流偏置的高频交流电压信号。采集电机反馈的d轴或q轴电流,结合由电流控制器转换得到的d轴或q轴电压,通过伏安法来计算定子电阻。对d轴和q轴电压和电流信号进行傅里叶变换,获得信号的幅值和相位,从而计算电机总阻抗,进而估计出定子电感。实验结果表明,提出的方法能够精确估计出电机参数,具有可行性。     

双三相感应电机谐波平面电压注入法在线辨识定子电阻和漏感策略

为了提高双三相感应电机参数辨识的鲁棒性,并为控制系统提供准确的电机参数,介绍了一种新颖的在线辨识双三相异步感应电机的定子电阻和定子漏感的方法。根据电机在谐波平面的数学方程,注入该平面的电压矢量会在这个平面产生顺时针旋转的电流矢量,同时也能保持基波平面参考电压不变,且不引入转矩和磁链脉动。根据注入的电压矢量和采样的定子电流可以计算定子电阻和漏感。该文介绍了参数在线辨识以及谐波平面电流幅值和相位可控的谐波平面电压矢量注入方法的原理。实验结果验证了方法的有效性。     

高频电流SDFT解调的无位置传感器控制

为了克服传统高频注入分析方法中受滤波器滞后及带宽响应影响而导致实际转子位置的辨识精度降低的缺点。提出一种基于滑动离散傅里叶变换(SDFT)的高频电流解调新方法,该方法无需分离出高频电流负序分量且与注入信号相位无关,通过SDFT提取出高频电流幅值,利用幅值关系得到转子位置误差信号,结构简单易于数字实现。通过仿真和实验验证了该控制策略的有效性。     

基于幅值恢复法的电机电流测试系统设计

提出了一种信号处理方法—幅值恢复算法作为对定子电流信号进行快速傅里叶变换前的预处理,目的是为了分析除基波以外的谐波从而诊断电机的轻微故障.作为过滤器功能的幅值恢复算法能够把定子电流信号中各次谐波同基波分离开来,过滤结果用于快速傅里叶变换做进一步的频谱分析.幅值恢复算法有其自身优势,包括阻频带足够窄而且仅阻止基频、不使用积分只用简单的代数和三角运算、易从公式直接推导得来,可单独对运行中的电机作初步故障诊断,实验结果验证了系统设计和方法的有效性.     

基于自适应观测器的感应电机转速估计方法研究

介绍了一种能在线补偿定转子电阻的基于自适应观测器的感应电机转速估计方法.该转速估计方法只需检测定子电压电流作为输入,利用观测器观测出转子磁链和定子电流,并利用定子电流误差和转子磁链观测值辨识出转速、定子电阻和转子电阻,并反馈于观测器,确保电机转速估计对参数变化的鲁棒性.仿真及实验结果表明,此方法估计的速度能应用于无速度传感器矢量控制系统,并具有较好的辨识精度和鲁棒性.     

基于参数辨识的PMSM电流环在线自适应控制方法

针对永磁同步电机矢量控制系统中电流控制器性能因电机参数变化而下降的问题,提出了一种基于参数辨识的电流环在线自适应控制方法。利用带遗忘因子的递推最小二乘法对永磁同步电动机定子电阻和永磁体磁链进行在线辨识,然后利用得到的定子电阻和永磁体磁链对电机d-q轴电感进行在线估计,最后利用得到的辨识值计算出实时运行条件下的电流环PI参数值。实验结果表明采用本文方法计算所得的PI参数值能够在电机参数发生变化时快速实现电流的精确控制。     

感应电动机矢量控制参数离线辨识技术

详细介绍了感应电动机矢量控制系统电机参数的一种离线辨识技术.这种参数辨识技术基于电机的动态数学模型,通过在电机端注入直流或者单相交流电流,测量相应的电压响应,辨识出电机的定子电阻、转子电阻、定子瞬态电感和转子时间常数.最后通过大量的仿真和实验结果证明了参数辨识算法的正确性.     

基于插值FFT算法重构的Hilbert变换测量无功功率的新方法

在异步采样情况下,利用Hilbert变换测量无功功率会产生较大的误差.提出了一种基于插值FFT算法重构的Hilbert变换测量无功功率的新方法.该方法用离散傅立叶变换(DFT)和离散傅里叶逆变换(IDFT)实现Hilbert变换,将各次谐波电压分别准确移相90°.并利用加汉宁窗(Hanning)插值快速傅里叶变换(FFT)算法分别对周期信号电压和周期信号电流的基波及谐波的幅值、相位、频率进行计算,形成经过加汉宁窗(Hanning)插值快速傅里叶变换(FFT)算法修正后的频谱,以克服信号频谱泄漏的影响,消除用异步采样值测量电功率时产生的误差.仿真计算结果表明,基于插值FFT算法重构的Hilbert变换测量无功功率的新方法具有很高的精度.     

基于迭代傅里叶变换的交流电压基波幅值与相位检测

针对电力系统中交流电压信号基波幅值与相位的检测,提出了一种迭代傅里叶变换计算交流基波电压幅值和相位的方法,该算法利用每次电压采样数据进行一次加减法计算即可获得准确的基波电压幅值和相位,通过仿真实验验证了该算法不仅较传统的锁相环技术能够获得更快的跟踪速度和更高的相角精度,而且还比基于离散傅里叶变换的锁相技术节省大量计算时间。     

基于自适应线性元件神经网络的表面式永磁同步电机参数在线辨识

提出一种基于自适应线性元件(Adaline)神经网络辨识表面式永磁同步电机定子绕组电阻、电感和转子磁链的方法。所提出的辨识方法不需要知道电机的任何设计参数信息,只需在线采样定子电流、电压和转速值即可。该方法首先在电机静止状态时估算出定子绕组电阻值,并利用该电阻值在电机启动时辨识出转子磁链和定子电感值,而所辨识出来的转子磁链值将被进一步用来在线估算定子绕组电阻的变化。实验显示该方法能够有效辨识定子电阻、电感和转子磁链。此外,当电机带负载运行时,该方法依然能够有效地在线跟踪电机定子绕组电阻变化。     

双馈电动机的参数自适应定子磁链观测器及其稳定性

双馈电动机的间接式磁场定向控制得到了广泛应用,这种方法的缺点是对电动机参数变化的敏感性,尤其是电阻随温度变化的敏感性。为了解决这一问题,文章提出了带有参数自适应的定子磁链观测器设计方法,并利用Lyapunov′s定理证明了稳定性。     

Online tuning method of stator and rotor resistances in both motoring and regenerating operations for vector‐controlled induction machines

The vector control of induction motors is widely used. This method needs accurate motor parameter but the stator and rotor resistance vary due to motor temperature variation. If the value of resistance in the controller can be set up accurately at first, there must be a difference between the reference and real value of torque because of drift of the resistance. It is necessary to adapt the resistance value. The indirect field‐oriented control of an induction motor requires the value of rotor resistance only, but the direct field‐oriented control method with rotor flux observer requires the value of not only rotor resistance but also stator resistance in the controller. Consequently, it is necessary to adapt both stator resistance and rotor resistance. A parameter adaptation scheme has previously been proposed for the direct field‐oriented control method with rotor flux observer, but this method cannot be used when the motor is in regenerating operation. In this paper, a new stator and rotor resistance adaptation scheme is proposed, which can be applied when the motor is in regenerating operation. The usefulness of the proposed adaptation scheme is confirmed by simulation. © 2001 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 135(1): 56–64, 2001     

基于高频电压注入的永磁同步电机参数辨识方法

中大功率工业应用中,变频器到电机之间长电缆分布参数、变频器输出频率限制将直接影响高频注入法对电机参数辨识精度。考虑多种限制条件,提出了一种基于曲线拟合的定子电阻计算方法,研究了基于高频注入的永磁电机电感参数辨识方法,重点分析了不同注入信号选择对参数辨识精度的影响,为注入信号的选择提供了依据。通过实验证明了该方法的实用性与有效性,对工业应用电机参数辨识具有重要指导意义。     

基于双参数模型参考自适应的感应电机无速度传感器矢量控制低速性能

提出了一种基于双参数模型参考自适应的感应电机无速度传感器矢量控制策略,可以同时进行转速辨识和定子电阻辨识,能够有效削弱低速时定子电阻变化对系统的影响,提高了系统的低速带载性能;推导了转速闭环系统的线性化小信号模型,利用根轨迹法分析了系统的稳定性及PI参数对系统性能的影响。对双参数模型参考自适应算法进行了实验验证,并与传统模型参考自适应算法进行了对比,实验结果验证了算法的有效性。     

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.     

车用液冷机壳电机定子绕组热性能直接设计法

电动汽车驱动电机极力追求高密度轻量小型化,不断推进电机的冷却散热与热传导技术的进步与发展。为此,开展车用驱动电机的电-磁-热一体化设计方法研究,通过构建一种工程化定子热路模型提出了定子绕组热性能直接设计法及其关键热参数,并直接融入电磁设计中,强化热性能设计的同时也弥补了传统电磁设计热负荷AJ值评估热性能的缺陷。通过快速评估电机的热传导能力和绕组温升,可评估比较不同设计方案的热性能,得到电-磁-热一体化设计的最佳解决方案,从而提升电机持续运行的输出转矩。采用定子绕组热性能直接设计法,改进设计了一台液冷机壳车用永磁同步驱动电机样机,显著降低了定子绕组温升。样机温升试验验证了定子绕组热性能直接设计法及其关键热参数评估热性能的有效性。     

基于热网络的异步电机过载保护模型及数字算法

以试验样机为例,依据电机内部不同的发热源将电机分作五部分,即定子铁心和机壳、定子槽绕组、定子绕组端部、转子导条和转子铁心,分别应用集总参数法建立了五阶的热网络分布模型.在保证模型精度的前提下,利用零极点对消法对五阶热模型进行了降阶简化,从而得到了反应电机温升主要特性、精度高、计算简单的低阶热网络模型.对低阶热模型进行离散化,得到了适用于智能电机过载保护继电器的数字算法.     

变频电动机耦合电容分析与计算研究

脉宽调制(PWM)变频驱动器在提高交流传动系统效率的同时,产生的高次谐波导致共模电流显著增加。其中电动机定子绕组与定子铁心之间的耦合电容是共模电流的主要通路。准确计算定子绕组与定子铁心之间的耦合电容对于预测共模电流具有重要意义。由于电机绕组内部导线排列不规则,准确进行解析计算较为困难,将其简化为集中导体后,会导致计算精度变差。在绕组全散线模型的基础上,提出了一种简化散线建模方法,能在计算精度不变的情况下,有效地减小模型的复杂度。通过对比解析计算、全散线模型、简化散线模型和测量值,验证了该方法的有效性。     

永磁同步电动机双闭环参数辨识自适应控制

针对永磁同步电动机伺服系统,其电阻、转动惯量等参数会发生变化,使系统控制环性能变差的情况,介绍了一种对电阻、电感与转动惯量进行辨识的自适应控制方法。该方法首先辨识电机的电感与电阻,设计电流环;然后采用改进的朗道离散时间递推,提出模型参考自适应算法,辨识转动惯量,设计电压环。仿真与实验结果表明,系统可以快速地跟踪参数的变化,并较之于传统的PID控制,系统的超调量小,速度响应快,具有良好的鲁棒性与稳定性。     

基于MRAS理论的无速度传感器直接转矩控制调速系统

在MRAS理论基础上讨论了三种转速观测法,并将其中既能实现电机转速辨识又能实现定子电阻辨识的交互式模型参考自适应方法应用于异步电机无速度传感器直接转矩控制中.该方法能较好地解决电机参数变化对调速精度和系统稳定性影响的问题,仿真结果证明了该方案的有效性.