基于高频注入法的船舶电推PMSM低速域转子位置估计

为进一步提高电力推进船舶用永磁同步推进电机在转子位置传感器发生故障情况下的可靠性,采用无位置传感器控制技术估计的转子位置来实现推进电机的闭环控制。在分析电力推进船舶系统结构的基础上,根据三相永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)的矢量控制原理,在低速域范围内采用基于高频注入法的转子位置估计算法,在两相静止坐标系中以高频响应电流作为调制信号对高频响应电流进行处理,经过低通滤波后,采用外差法构建转子位置误差信号,再提取转子d轴位置,利用磁路饱和效应判断转子NS极性。在仿真软件MATLAB/Simulink中对该算法在电力推进船舶永磁同步电动机控制系统中进行验证。验证结果表明:基于高频注入法的无位置传感器控制技术在电力推进船舶PMSM低速范围可准确地估计转子位置。     

基于高频方波注入的船舶电机无传感器控制研究

随着大功率交流调速技术的不断进步,船舶电力推进如今成为船舶行业的主要发展目标。为研究运行可靠稳定、灵活、高性能的船舶电机无位置传感器控制,系统采用高频注入法估算电机转子位置信号,根据基于高频注入永磁同步电机数学模型的研究,该系统中高频采用的是高频方波注入,减少滤波器的使用从而缓解了转子位置延迟现象,同时采用锁相环对电机转子的相位和频率跟踪来计算电机转子的估计转速,克服了估算转速脉动大的困难。利用Matlab对电机控制系统仿真,验证电机控制系统的电机转速平滑稳定,转子位置波形在0–2π有规律往返。最终实现高精度、灵活的无传感器船舶电机控制。     

基于高频方波注入的船舶电机无传感器控制研究

随着大功率交流调速技术的不断进步,船舶电力推进如今成为船舶行业的主要发展目标.为研究运行可靠稳定、灵活、高性能的船舶电机无位置传感器控制,系统采用高频注入法估算电机转子位置信号,根据基于高频注入永磁同步电机数学模型的研究,该系统中高频采用的是高频方波注入,减少滤波器的使用从而缓解了转子位置延迟现象,同时采用锁相环对电机转子的相位和频率跟踪来计算电机转子的估计转速,克服了估算转速脉动大的困难.利用Matlab对电机控制系统仿真,验证电机控制系统的电机转速平滑稳定,转子位置波形在0-2π有规律往返.最终实现高精度、灵活的无传感器船舶电机控制.     

基于高频注入的永磁同步电机参数辨识策略

永磁同步电机高性能控制依赖电机参数和磁极初始位置的准确性,辨识磁极初始位置可以保证无位置传感器矢量控制启动过程的平稳性。传统的参数辨识方法辨识过程较为复杂或者精度不高,本文提出了一种易于实现的高频注入控制算法,通过注入高频电压,提取高频电流,就可以直接快速辨识出永磁同步电机电感,再通过注入两个脉冲电压矢量,就可以辨识磁极初始位置。这种方式辨识精度高,快速性好,工程实现方便,而且不需要转动电机,具有广泛的实用性。     

改进滑模观测器在船舶电力推进PMSM无位置控制中的应用

针对船舶电力推进永磁电机中无传感器技术存在的问题,在分析电力推进船舶常用的三相永磁同步电机的数学模型的基础上,提出一种改进的变结构滑模观测器的无传感器矢量控制算法。根据观测电流与实际电流的差值重构电机的反电动势,利用开关函数和卡尔曼滤波器滤除高频干扰,从而准确估算出电机的转子位置和转速。利用MATLAB/Simulink进行仿真试验,验证该速度估计算法的正确性。     

永磁同步电机四电流矢量转子预定位技术研究

由于机械式位置传感器成本高、体积大,永磁同步电机的无位置传感器控制技术逐渐成为研究热点。在永磁同步电机无位置传感器控制中,转子初始位置检测对电机启动非常重要。目前常用于检测转子初始位置的定子绕组电流比较法和高频信号注入法存在运算量大、对电流检测精度要求高、算法复杂等不足。针对这一问题,提出了一种四电流矢量转子预定位方法,该方法通过在永磁同步电机的定子中依次产生大小相等、方向固定的四个电流矢量,利用定子绕组电流与转子相互作用产生的电磁转矩,将转子拖动至设定位置实现转子预定位。通过分析转子的受力情况与运动方程,推算出实现转子预定位的电流幅值。最后,通过仿真对所提预定位策略进行了验证。     

基于锁相环的永磁同步电机无位置传感器控制技术研究

本文针对低速永磁同步电机给出了基于高频旋转电压注入的永磁同步电机转子位置自检测方法,该系统采用锁相环作为转子位置观测器。最后本文在Matlab/Simulink软件下对无位置传感器控制系统进行了仿真,仿真结果验证了该方法的可行性。     

基于霍尔位置传感器的永磁同步电机方波启动问题研究

针对基于霍尔位置传感器的永磁同步电机启动不稳定的情况,本文提出了永磁同步电机180°方波电流启动,高速后切换到正弦波电流方法。以STM32F103为核心主控芯片,搭建硬件系统和软件算法,实验结果表明本控制策略能够实现满载启动和加速过程,电机运行平稳。     

基于高频脉振信号注入的永磁同步电机转子初始位置辨识

基于高频脉振信号注入的转子初始位置辨识会存在收敛不成功的现象,这直接影响了电机的启动转矩。针对这一现象,本文首先建立了表贴式永磁同步电机在高频信号注入时的数学模型,并对初始位置辨识策略的收敛特性进行了分析,得出位置辨识收敛成功的限制条件,进而提出改进的初始位置辨识算法。仿真分析验证了该文理论分析的正确性和所提方法的有效性。     

永磁同步电机IF控制策略转矩匹配特性研究

IF控制策略是永磁同步电机的一种无位置传感器开环控制策略,IF控制策略的电流幅值影响电机的转矩匹配和抗扰动能力。电机转速宽范围变化时,传统的恒流频比控制方式不能很好地实现转矩匹配。针对这一问题,提出了根据电机负载转矩曲线设置IF控制电流幅值的控制方式,从而保持IF控制中转矩角不变,实现电机的转矩匹配,维持推进电机的抗负载扰动能力。在永磁同步电机实验平台上,对本文所提的IF控制方式进行了实验验证。     

基于电压补偿的六相永磁同步电机三电平驱动系统与两电平变频驱动系统的比较

六相永磁同步电机及其驱动系统具有诸多优点,对其研究具有重要意义。然而六相永磁同步电机相间的耦合较为严重, d-q电流存在扰动。为了减小扰动现象,本文提出基于电压补偿的控制策略,与六相永磁同步电机三电平变频调速系统相结合,进行仿真论证。本文建立六相永磁同步电机双dq模型,设计基于电压补偿的控制策略,与不进行补偿的控制策略进行对比分析,仿真研究结果论证了基于电压补偿的控制策略优于无补偿的控制策略.。此外本文基于电压补偿的控制策略,结合六相永磁同步电机三电平变频驱动,本文还对六相永磁同步电机三电平变频驱动与两电平变频驱动的性能进行了仿真分析。仿真结果表明六相永磁同步电机三电平变频驱动系统较两电平变频驱动系统谐波畸变率更低,转矩的抖动更小。基于电压补偿的六相永磁同步电机具有更好的工程使用价值。     

六相永磁同步电机三电平变频调速控制策略研究

六相永磁同步电机具有转矩脉动小、振动噪声低、可靠性高、容错性能好等优点,能够满足高性能的远洋船舶电力推进系统的要求。传统六相永磁同步电机变频调速系统大都采用两电平变频技术,在降低功率开关器件开关频率、抑制电机电流谐波、提高变频调速系统功率容量等方面具有局限性。文章分析建立了六相永磁同步电机的数学模型,设计了六相永磁同步电机矢量控制策略,并结合三电平调制技术进行研究。通过Matlab/SimulinK搭建六相永磁同步电机三电平变频系统的仿真模型,模拟六相永磁同步电机运行的不同工况。仿真结果表明,六相永磁同步电机三电平变频调速控制策略的可行性,且在不同工况下能稳定运行,适合具有低噪声低振动要求的现代远洋渔船电力推进系统。     

永磁同步电机预测电流控制优化策略

以永磁同步电机调速系统为研究对象,优化其预测电流控制环节。在传统预测环节的基础上,经过一拍延时补偿后,应用无差拍控制理论减少循环寻优次数,最后将最大转矩电流比优化目标函数加入到多目标函数的构建中。在Matlab中建立仿真模型来验证优化后的控制策略,结果表明:预测电流控制优化策略可以减轻控制系统的运算负荷,提高系统效率并增强转速的控制能力,其性能相比传统预测电流控制策略具有一定的优越性。     

基于凸极效应的永磁同步电机振动分析

凸极率的改变会给齿槽转矩带来影响,同时相比较表贴式的结构,其更复杂的结构所带来的谐波也对电机的减振带来巨大的冲击。针对凸极效应所产生的问题,本文基于理论分析以及Ansys有限元仿真平台,对一台具有凸极效应的车用永磁同步电机进行研究,对不同凸极率对电机齿槽转矩以及径向电磁力密度进行对比分析。其次,对三维结构的定子冲片模态进行分析,讨论了可能产生共振的频率。最后,将径向电磁力与有限元模型相耦合,对电机的电磁力引起的振动进行谐响应分析,为车用永磁同步电机的凸极率选择和优化设计提供参考价值。     

基于高频信号注入的永磁同步电机无传感器控制

介绍一种基于脉振高频电压信号注人的永磁同步电机（PMSM）转子位置和速度估算方法,以及应用MATLAB的仪表控制工具箱模块与DSP实现RS232串行通讯的方法,并通过Matlab/Simulink平台建立了永磁同步电机DSP硬件在环的无位置传感器矢量仿真控制系统.     

低速区永磁同步电机无传感器控制技术综述

在永磁同步电机无速度传感器系统中,中、高速区的转速估计方法已经获得良好的控制性能,但这些估计方法在低速区并不适用,永磁同步电机低速区的转速估计在高性能永磁同步电机无传感器控制系统占有重要地位。本文综述了低速区永磁同步电机无传感器技术发展现状,并对各种方法将进行分析比较,最后,提出了永磁同步电机无传感器技术发展的趋势。     

船舶电力推进双三相永磁同步电机电流控制策略研究

双Y移30°永磁同步电机是一个强耦合的六维系统.为了实现转矩的解耦控制,将该系统经坐标变换,得到了两套绕组之间的耦合关系,建立了双三相永磁电机在双同步旋转坐标下系的电机模型,并基于此模型提出了带电流补偿的双绕组电流控制策略,通过空间矢量PWM技术对转矩和与定子电流进行统一控制.仿真研究表明,该电流控制策略能够减小定子谐波电流,减小电磁转矩脉动.     

基于EKF对称六相PMSM两电机串联系统研究

在同一逆变器供电下的两台永磁同步电机（PMSM）串联系统,可运用矢量控制技术实现独立解耦控制。本文提出了一种用于一台对称六相PMSM与一台三相PMSM串联系统的扩展Kakman滤波器（EKF）转速估计方法,观测器状态方程采用转子磁链定向的同步旋转坐标系下的电压方程。在线实时估计转子的位置和转速,使得电机能够在无需知道转子初始位置的情况下启动和运行。通过Matlab／Simulink进行了变速仿真分析,仿真结果验证了该算法的可行性。     

永磁同步电机精确性线性化控制技术的研究

永磁同步电机常规控制方法不能满足高稳定性和精确性控制要求。本文将精确线性化控制技术引入永磁同步电机控制研究中,利用微分几何原理推导出三相永磁同步电机系统满足线性化的条件,从而得到对应的状态反馈精确线性化模型和输入输出表达式。结合此模型,利用状态反馈,实现对电机转速的控制。MATLAB仿真验证了永磁同步电机精确线性化控制技术理论分析,并证明了其能够实现永磁同步电机系统的输入与输出线性化解耦控制。     

船舶动力定位系统滤波器的设计与研究

建立了船低频数学模型，对高频实验数据采用周期图法进行了功率估计，并根据功率谰估曲线建立了船高频数学模型，据此设计的有限冲激滤波器和最优估计滤波器已应用在某船动力定位系统中，效果良好。