基于转子位置传感器的同步发电机Eq波形实时生成方法

同步发电机空载电势Eq的有关参数对电力系统的运行与控制都是非常重要的,但是,目前现场的监控装置想要得到Eq的相关参数仍然存在困难.文中提出一种基于转子位置传感器的同步发电机Eq波形的实时生成方法,依据该方法开发的装置能够输出频率和相位都与空载电势Eq一致而幅值恒定的正弦电压信号,从而使得现场的监控装置能够像测量发电机机端电压那样方便地测量空载电势Eq的有关参数.详细地介绍了这种方法的工作原理和实现技术.     

用单片机测量同步发电机功角的方法

介绍了一种以ＭＣＳ－５１单片机为核心，通过测量发电机转轴上任意一点的位置信号和发电机输出电压信号，来确定发电机功角的一种测量方法，测试硬件系统中扩展了外部数据存贮器，实现了功角瞬态过程记录，并给出了硬件设计结构和软件设计框图。     

直驱永磁同步风力发电机转子位置测量的研究

针对现有永磁同步发电机的转子位置测量方法,综合各种测量方法的不足,提出了一种增量式光电编码盘的测量方法,并对电机初始位置检测进行了实验与结果分析,实验结果表明了该方法是切实可行的,能够可靠并有效地检测出电机转子的初始位置.     

虚拟同步发电机的转子惯量自适应控制方法

近年来,微电网作为一种可再生能源接入电网的有效载体,已受到越来越多的关注。微电网中的分布式电源大多需要通过逆变器实现并网和输出电能,然而传统的逆变器控制算法只考虑快速响应,并没有类似同步发电机的惯性特征,因而对电网冲击较大。针对该问题,在总结了虚拟同步发电机(VSG)支撑微电网稳定运行控制策略的基础上,结合同步发电机的功角曲线和转子惯量的物理意义,提出了一种自适应虚拟转子惯量的VSG控制算法,并通过对分布式电源小信号模型的分析,确定了自适应惯量系数的选取原则。最后,利用PSCAD/EMTDC仿真工具,分别在并网和离网运行模式下验证了所提算法的有效性。     

同步发电机绝对转子角测量方法研究

本文介绍了同步发电机绝对转子角的定义,提出了一种测量绝对转子角,进而获得高精度的相对转子角的方法;此方法不使用机端电压过零整形脉冲,而是将机组键相脉冲与GPS定时脉冲比相,并能够自动整定初始位置角,因此,测量结果不受发电机运行状态的影响,能够在各种运行方式和扰动情况下获取高精度的绝对转子角。本文提出的方法已在大量火电厂、水电厂工程中实际应用,效果良好。     

交流同步发电机无位置传感器矢量控制

永磁同步电机在直驱式风力发电系统中有着广泛的应用,但安装在电机转轴上的位置传感器增加了转动惯量,且易受外界干扰,降低了系统的可靠性。DSP的高速信息处理能力使无位置传感器控制技术的复杂算法得以实现。介绍了同步发电机无位置传感器矢量控制理论,通过建立交流同步发电机的数学模型和研究无位置传感器的控制技术,给出了基于定子磁链估计的无位置传感器矢量控制方案,并通过仿真和实验验证了该方案的可行性。     

永磁同步发电机无位置传感器直接转矩控制

在介绍永磁同步发电机(PMSG)转矩模型和直接转矩控制(DTC)理论的基础上,将DTC用于直驱式风力发电变流系统PMSG的控制中.详细分析了发电机转子初始位置检测和永磁电机发电状态下DTC的矢量表构造,提出了无位置传感器的DTC方案,并搭建了实验平台加以验证.平台以DSP320LF2812构成核心控制电路,PMSG和功率变流器构成主电路.实验结果证明了所提方案的可行性和有效性.     

无速度传感器永磁同步电动机转子位置检测

提出一种采用位置扰动算法检测永磁同步电机转子位置的方法。仿真结果表明，这种算法不但计算量少，适合于工业控制场合，而且具有比较高的精度。     

基于有限位置集锁相环的永磁风力发电机转子位置估计方法

针对风速突变时,同步参考系锁相环(SRF-PLL)估计永磁同步发电机(PMSG)转子位置存在响应速度慢及跟踪精度低的问题,提出一种基于有限位置集锁相环(FPS-PLL)的转子位置估计方法。将某一时刻的转子位置离散出多个位置信息,结合滑模观测器和设计的反电动势代价函数计算评估反电动势准确提取实际转子位置。该方法省略SRF-PLL的PI整定过程,并增强了抗风速突变的系统扰动能力。仿真和实验结果表明:在风速突变下能够快速跟踪转子位置和转速信息,转速跟踪整定时间减少42 ms,位置误差在0. 03 rad以下,具有良好的动静态性能及更高的估计精度。     

发电机功角的实时计算方法

简述了发电机功角的重要性,介绍了确定发电机功角的测量法和计算法,提出一种基于同步相量测量的发电机功角计算模型,该方法利用机端电压、电流采样数据,简单、易于实现,有良好的模型适应性,可用于实时功角计算。通过仿真计算结果表明,该方法具有较好的精度,可满足工程要求。用于全网相量测量系统中,可准确监测功角动态变化,为系统的安全稳定监测提供了一定的基础。     

基于改进型ADRC的永磁同步电机转子位置角控制方法

为了实现永磁同步电机(PMSM)转子位置角的快速、精确控制,提出一种基于改进型自抗扰控制技术(ADRC)的新型位置角控制策略。首先设计一个原点周围平滑性和连续性更好的新型非线性函数。基于该非线性函数设计了转子位置角控制系统的改进型扩张状态观测器(ESO)和改进型非线性误差反馈控制律(NLSEF)。改进型ESO用来观测位置角控制系统的内部状态和扩张状态,扩张状态由非线性因素、内部模型不确定性和外部扰动组成。改进型NLSEF用来抑制残余误差,提供最优位置控制律。最后对基于改进型ADRC的PMSM位置角控制系统进行了仿真分析和实验验证,结果表明在PMSM位置角控制中,改进型ADRC比传统控制策略具有更好的抗干扰能力和鲁棒性。     

基于载波频率成分的永磁同步电机转子定位研究

针对传统永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制中转子定位可能反相、低速时转子位置精度差等问题,研究一种基于载波频率成分法的转子定位方法。在分析载波频率成分法原理的基础上,利用逆变器固有的含载波频率成分的电流信号,通过建立新的坐标系,将电流信号经带通滤波处理得到载波频率成分电流,用滤波后的峰值电流估算出转子位置。分别在Matlab/Simulink和基于DSP的硬件平台中对该方法进行仿真和实验验证。实验数据表明,载波频率成分法转子计算误差在合理范围内,在电机启动和低速阶段也能很好地估算出转子位置,该方法能准确估算出转子位置。     

基于传感器集成概念的永磁同步电机转子位置检测

在分析高频信号激励下永磁同步电机数学模型的基础上,提出了一种基于电机凸极跟踪的转子位置估算自检测方法;讨论了利用高频信号注入、外差法及转子位置跟踪观测器等转子位置检测原理,并应用这种位置检测方法建立了永磁同步电机无位置传感器矢量控制系统的仿真模型。仿真研究表明,上述凸极跟踪方法能在永磁同步电机全速范围(包括零速和极低转速)准确地观测出转子的位置,是一种基于传感器与电机集成概念的无传感器交流调速系统,具有较好的静、动态性能。     

基于新型探测线圈的永磁电机转子失磁故障在线监测方法

在永磁同步电机(PMSM)靠近定子侧的气隙中布置特殊节距及联接方式的新型探测线圈,转子局部失磁故障会在其端口引起特定频率的交流电压,理论上可作为转子失磁故障的判据。由于电机实际运行中转速的波动和采样频率的限制,采用传统信号处理方法难以准确提取探测线圈电压采样信号中的故障特征频率,可能会将转子失磁故障误判为定子内部短路故障。因此提出借助现代功率谱估计算法中的最小二乘旋转参数不变估计结合模拟退火算法,即使在转速扰动造成非整周期同步采样的情况下,也能够准确计算出探测线圈电压监测信号中各种分量的实际频率和有效值等,在此基础上提出了一种PMSM转子局部失磁故障的在线监测方案。通过样机实验,验证了这种在线监测方案的可靠性和灵敏性,为PMSM的安全运行提供了更完善的保障。     

A novel magnet polarity identification method for initial position estimation for sensorless IPMSM drive

This paper proposes a novel magnet polarity identification method for initial position estimation during startup for interior permanent magnet synchronous machine (IPMSM) drives. The rotor's initial position estimation is based on magnetic saliency and employs high‐frequency (HF) components of the voltage and current that are excited by the multi space‐vector pulse‐width modulation (MSVPWM) pattern. However, there is a common trouble in the estimation methods based on the magnetic saliency: it is necessary to identify the magnet polarity in order to distinguish the north and south poles since the estimated position angle is a periodic function with π radians. In this paper, a novel inductance estimation method is presented and the magnet polarity is uniquely identified by the relationship between the estimated inductance and the magnetic saturation effect. Experimental results confirm the advantages of the proposed method: it is reliable, accurate, and convenient, and can be done in real time. © 2014 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

内置式永磁同步电机转子初始位置估计方法

针对无位置传感器永磁同步电机控制系统起动运行困难的问题,提出一种基于混合信号注入的内置式永磁同步电机改进转子磁极初始位置估计方法.采用注入高频旋转电压信号的方法检测磁极位置,设计一种通过PI跟踪观测器对所构建磁极位置误差信号进行控制的方案,当误差调节至零时将获得磁极位置初判值,降低了算法的复杂性.以磁极位置初判值为矢量角,往定子绕组注入2个方向相反的脉冲电压矢量,通过比较直轴电流大小可以简单、有效地判断出磁极极性,实现对位置初判值进行校正,从而获得转子初始位置估计值.应用所提出的估计方法对一台22kW内置式永磁同步电机进行实验,得到转子位置电角度平均估计误差为4.6°.     

无刷同步电机转子绕组接地检测新原理的研究

同步电机采用无刷励磁是同步电机结构上的重大改革,取消了滑环和炭刷,但使转子接地故障检测变得较困难.目前无刷同步电机转子绕组接地检测主要采用传统的方式,没有考虑到无刷同步电机的特殊结构.针对这一情况,提出了一种无刷同步电机转子绕组接地检测的新原理,详细地分析了它的接地检测原理.提出了消除接地检测死区的条件和接地检测的灵敏度不受励磁电压影响的方法.另外,还考虑了电网突然发生短路故障对接地监测的影响,仿真结果证明,在突然短路的过渡过程中,接地监测不会发生误动作,说明了该无刷同步电机接地监测具有较高的可靠性.该接地检测新原理为无刷同步电机接地检测的工程应用提供了一定的理论参考依据.     

永磁同步电机转子初始位置检测方法

永磁同步电机(PMSM)转子初始位置的准确预测,对电机启动过程的控制有着重要的影响,而在无传感器下精准辨识转子初始位置对电机控制有着诸多好处。提出了一种基于脉冲电压矢量法的高精度永磁同步电机初始位置预测方法。该方法在分析了永磁同步电机转子位置对磁路饱和程度影响的基础上,通过在电机任意两相中加入正反向脉冲电压,测量无电流相的感应电压,获得感应电压幅值与转子位置的关系。利用测试数据训练神经网络来拟合这种关系,构成转子初始位置估算装置。通过仿真实验表明,这种方法可以克服采用电机集中参数模型所带来的各种误差,具有极高的预测准确性。