收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

永磁同步电机中低速无位置传感器控制技术研究

唐其鹏  
【摘要】:永磁同步电机无位置传感器控制技术因其能有效地避免机械式编码器带来的系统成本增加、编码器安装困难以及受限的应用环境等缺陷而引起了学者们广泛的关注。目前通过检测电机反电动势来实现永磁同步电机转子位置检测的中高速方法已经较为成熟,且在实际应用中得到了较好的实验效果;而在电机低速控制方面,由于电机本身存在着参数不确定性、交叉饱和效应、逆变器的非线性特性以及硬件处理电路的延时等负面因素使转子位置估算的准确度被严重降低,甚至不能被使用,从而导致电机低速重载启动能力差、动态响应速度慢以及系统稳定性能差等缺陷。因此,本文的重点是改善永磁同步电机的中低速控制性能以及拓展其速度适用范围。本文在传统脉动高频信号注入法的基础上,通过改变脉动高频电压的形式和注入方向,提出了脉动复合高频信号注入法和脉动-旋转复合高频信号注入两种新型的高频信号注入方案。通过同时解调和处理d-q轴电流分量,可直接计算出转子的位置信息,不仅取消了具有潜在收敛失败风险的位置跟踪观测器,增强了系统的稳定性,也在很大程度上降低了由系统延时和电机的交叉耦合效应带来的转子角度偏差,提高了转子位置估算的准确度。又根据电机固有的饱和效应,提出了基于单高频正弦信号注入的电流均值判断法和基于二次饱和凸极谐波电流检测法,实现了快速、简单的永磁体极性辨识。为了进一步提高转子位置估计精度,增强系统的控制性能,在考虑系统延时,定子电阻,交叉饱和效应和逆变器的非线性特性等多种负面因素的情况下,提出了一种旋转复合高频信号注入方案。通过适当地提取和解调反馈的高频响应电流,可得到四个与转子位置信息相关的线性无关方程;再通过求解这四个方程式可直接求得准确的转子位置。为了消除高频信号注入法中产生的高频噪声干扰,本文又提出了一种基波矢量和测试矢量相结合的瞬态电流检测方案。通过在基波电压矢量基础上再插入额外的测试电压矢量以满足求取转子位置所需要的有效电压矢量类型,再借助DSP等微控制器的PWM子模块双(波峰-波谷)更新机制,利用四矢量SVPWM(FSVPWM)合成的实施策略实现了单PWM周期内的转子位置获取,从而拓展这类基于瞬态电流检测法的转速适用范围。实际的物理系统实验验证了所提出的无位置传感器控制方法的有效性和可行性,本文方法已经成功用到了实际的空调压缩机、液压机以及纺织机等工业系统之中,也表明控制方法具有较好的普遍适用性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 齐春叶;;试析永磁同步电机在机车上的运用[J];内燃机与配件;2018年24期
2 陆刚;;透析永磁同步电机的应用技术[J];电源世界;2018年04期
3 闫荣妮;王瑞男;张伟;;永磁同步电机控制策略研究[J];防爆电机;2018年04期
4 杨立超;王赫;于海蒂;;内置式永磁同步电机结构与电磁耦合分析[J];内燃机与配件;2018年20期
5 张小媛;董正刚;李祥志;;永磁同步电机的振动控制研究[J];科技创新导报;2018年21期
6 苏鸣翰;;永磁同步电机的模糊控制研究[J];鞍山师范学院学报;2016年04期
7 于慎波;李红;翟凤军;钟双双;夏鹏澎;;基于nCode Design-Life的永磁同步电机主轴的疲劳特性分析[J];组合机床与自动化加工技术;2017年01期
8 赵长春;刘凤春;;基于模糊迭代的永磁同步电机位置跟踪控制[J];计算机仿真;2016年12期
9 胡余生;曾学英;陈彬;;热配合下永磁同步电机的铁损分析及优化[J];微电机;2016年12期
10 胡静;尚俊云;米乾宝;;永磁同步电机转动惯量辨识研究[J];微电机;2016年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 才立忠;吴卫楠;饶界;卢有君;李艳斌;;基于耦合场仿真的永磁同步电机噪声分析[A];2016中国汽车工程学会年会论文集[C];2016年
2 张立军;方杰;王心坚;孟德建;;永磁同步电机电磁振动多场耦合建模与分析[A];2016中国汽车工程学会年会论文集[C];2016年
3 徐煜昊;夏加宽;李天元;;电动汽车驱动用永磁同步电机的设计与分析[A];第十四届沈阳科学学术年会论文集(理工农医)[C];2017年
4 宋得雪;聂磊;彭兵;;分数槽交替极永磁同步电机齿槽转矩优化分析[A];第十四届沈阳科学学术年会论文集(理工农医)[C];2017年
5 董新宇;赵希梅;;基于滑模控制的永磁同步电机直接转矩控制[A];第十四届沈阳科学学术年会论文集(理工农医)[C];2017年
6 王正祥;于明湖;;压应力对压缩机用永磁同步电机铁损的影响及改善分析[A];2016年中国家用电器技术大会论文集[C];2016年
7 李风辉;董婷;;电动汽车用多相永磁同步电机的设计与分析[A];第十三届沈阳科学学术年会论文集(理工农医)[C];2016年
8 雷鸣凯;朱国昕;;永磁同步电机带遗忘因子的迭代学习控制[A];第十三届沈阳科学学术年会论文集(理工农医)[C];2016年
9 李生祥;韩雪岩;;高速永磁同步电机三维全域温度场数值计算[A];第十二届沈阳科学学术年会论文集(理工农医)[C];2015年
10 张東星;杨霞;;一种改进的SVPWM永磁同步电机控制系统研究[A];第十二届沈阳科学学术年会论文集(理工农医)[C];2015年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘莹;永磁同步电机模型预测控制策略研究[D];华中科技大学;2018年
2 唐其鹏;永磁同步电机中低速无位置传感器控制技术研究[D];华中科技大学;2018年
3 曾德鹏;多单元永磁同步电机无机械负荷间接测试方法研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
4 于吉坤;高速永磁同步电机电磁分析与转子动力学研究[D];哈尔滨工业大学;2017年
5 胡耀华;电动汽车用内置式永磁同步电机的研究[D];南京航空航天大学;2017年
6 李福;永磁同步电机的改进型离散域电流控制策略研究[D];重庆大学;2018年
7 刘子剑;内嵌式永磁同步电机转子偏心故障诊断方法的研究[D];浙江大学;2018年
8 王东东;同步电机及虚拟同步电机的等效Lorenz模型及稳定性分析[D];华南理工大学;2017年
9 肖海峰;永磁同步电机精确控制方法及若干关键问题研究[D];西北工业大学;2016年
10 邓惟滔;永磁同步电机系统参数辨识与转矩波动抑制[D];天津大学;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 闫庚龙;永磁同步电机直接转矩无传感器控制的研究[D];太原科技大学;2018年
2 孔德伟;永磁同步电机无速度传感器矢量控制系统研究与仿真[D];辽宁工程技术大学;2016年
3 蔡柯;全速度范围内PMSM无速度传感器控制的研究[D];辽宁工程技术大学;2016年
4 魏晓超;风机用永磁同步电机无位置传感器控制系统的研究[D];浙江科技学院;2019年
5 龚德强;永磁同步电机无源控制方法研究[D];福州大学;2017年
6 黄志坡;六相串联三相双同步电机单逆变器供电直接转矩控制研究[D];福州大学;2017年
7 张润波;基于绕组变匝数的永磁同步电机拓宽调速范围的研究[D];福州大学;2017年
8 边顺甬;基于SPC 1068的永磁同步电机伺服控制系统设计[D];东南大学;2018年
9 殷芳博;基于电压矢量快速筛选的永磁同步电机改进预测转矩控制[D];东南大学;2018年
10 陈飞;电动汽车永磁同步电机电磁振动特性及控制研究[D];扬州大学;2019年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 陈正军;嵊州,奏响产业升级进行曲[N];绍兴日报;2017年
2 申军平 雷冬梅;永磁同步电机承担主牵引驱动[N];运城日报;2010年
3 张永法;F2TP永磁同步电机掀起节能革命[N];中国纺织报;2007年
4 刘文硕;永磁同步电机助推纺织机节能[N];中国工业报;2007年
5 杨建光;永磁同步电机牵引系统研发取得突破[N];人民铁道;2015年
6 刘文硕;高效永磁同步电机降低设备电力损耗[N];中国纺织报;2007年
7 吴涛;永铜选厂球磨机同步电机励磁装置改造成功[N];中国有色金属报;2005年
8 ;超高速防爆变频调速同步电机研制成功[N];中国技术市场报;2011年
9 本报记者 丁波;“上上下下”更绿色[N];解放日报;2005年
10 记者 李文峰 通讯员 姜尚昆 易臣;全球首套盾构机永磁同步电机交付[N];湖南日报;2016年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978