内置式永磁同步电动机无传感器速度控制和转子初始位置估计方法的应用及实验研究

针对内置式永磁同步电动机传动提出了一种新的无速度传感器控制和转子初始位置估计方法.在内置式永磁同步电动机旋转过程中,采用扩展卡尔曼滤波方法,仅需测量电机定子的电压和电流,便可得到转速和转子位置的估计值.对内置式永磁同步电动机,采用扩展卡尔曼滤波方法的主要困难在于在静止坐标系中其动态模型的复杂性.由于磁路的不对称性,在静止坐标系中建内置式永磁同步电动机的模型比建表面式永磁同步电动机模型更复杂.在无传感器的传动系统中,电机的起动过程是一个问题,因为在起动之前没有任何信息可以获得.转子初始位置估计是在电机静止时,在瞬间对定子绕组施加合适的电压脉冲序列,通过测量峰值电流获得转子位置信息.利用磁饱和效应对凸极性的影响来区分南北磁极.给出基于浮点数字信号处理器TMS320C31平台得到的内置式永磁同步电动机实验结果.     

基于DSP的无刷直流电动机的无位置传感器控制技术

对永磁梯形波无位置传感器无刷直流电动机的转子位置检测及启动进行了研究,给出了以数字信号处理器TMS320F240为控制核心的系统结构,并将该无刷直流电动机带位置传感器和不带位置传感器运行时定子端电压波形进行了比较,试验证明了该方法的正确性和有效性。     

轨道车辆永磁牵引电动机控制技术综述

永磁同步电动机由于具有高效率、高功率密度、启动特性好、加速能力强及噪声低等优点，在轨道交通领域得到广泛关注，具有广阔的应用前景。针对轨道车辆永磁牵引传动系统的驱动变流器拓扑和控制技术两方面展开综述。概述永磁牵引电动机变流器拓扑及其调制策略的研究现状，分析基于两电平拓扑和三电平拓扑牵引变流器的优缺点；综述碳化硅电力电子器件在轨道车辆牵引变流系统的优势和应用现状；对永磁牵引电动机的矢量控制、直接转矩控制及模型预测控制等方法进行总结与分析；针对轨道车辆的应用特点，阐述现有永磁牵引电动机弱磁控制和无位置传感器控制方法的研究现状。最后，对永磁牵引电动机控制技术的发展趋势进行展望。     

铁路牵引用直驱式永磁同步电动机的无位置传感器控制

提出了一种表面式永磁同步电动机无位置传感器的控制方法,适用于要求逆变器利用率高且开关频率低等限制条件的大功率牵引驱动系统.采用含电机电压模型和电机电感模型的观测器,在低速时注入测试信号,可以得到位置和速度信号.阐述了基本估计方法的改进.在实验室用28 kW标准伺服电机成功地验证了该方法.     

基于模型参考自适应方法的无速度传感器永磁同步电机控制

从永磁同步电动机的数学模型出发,以电动机转速为可调参数,基于电动机电流模型建立参考模型与可调模型,通过对转速估计自适应律的数学推导,提出了新的基于模型参考自适应的永磁同步电动机无速度传感方法.并根据波波夫超稳定性定理证明了系统稳定性.在MATLAB/Simulink环境下实现了永磁同步电动机基于模型参考自适应的无速度传感系统的仿真,仿真结果表明该无速度传感方法具有较好的动静态效果,可供无速度传感器情况下的永磁同步电机控制系统设计参考.     

永磁同步电机无位置传感器控制技术在天津地铁的应用研究

介绍了轨道交通领域永磁牵引系统采用无位置传感器控制技术的必要性,概述了基于永磁电机电磁关系的位置估计方法,对比了有位置传感器与无位置传感器控制技术下的性能指标。数据证明,无位置传感器技术可以完全替代有位置传感器。地面试验和装车试验表明,无位置传感器控制技术能完全满足地铁运行需求。     

地铁车辆用永磁同步牵引电动机地面试验研究

在对地铁车辆牵引系统介绍的基础上,阐述了永磁同步牵引电动机的数学模型。根据永磁同步牵引电动机的特性及地铁车辆的运行特点,在地面试验平台上实现了永磁同步牵引电动机的恒转矩、弱磁控制和高速时的带速度重新投入控制,并给出了试验结果。从系统效率的角度与异步牵引系统进行了对比,结果表明,永磁同步牵引系统效率高。地面试验为永磁同步牵引电动机在地铁车辆上的装车应用奠定了坚实的基础。     

永磁同步电机全速度无位置传感器控制策略分析与应用

分析了无位置传感器低、高速段的控制策略及其稳定性,针对高速段稳定性,提出了一种可适用于全速度段的永磁电机无位置传感器控制策略,并对中高速算法系统的稳定性进行了分析。该控制策略已应用在永磁直驱车辆上,通过各项性能考核试验表现优异,证明了其有效性。     

永磁同步电动机控制策略综述

对永磁同步电动机的控制从外同步控制、白同步控制及弱磁控制等几方面进行了详细分析。介绍了自适应控制、变结构控制和智能控制等先进控制策略在永磁同步电动机控制系统中的应用。     

一种在超调区快速响应的PMSM无位置传感器控制策略

分析了永磁同步电机(PMSM)无位置传感器在超调区不稳定的原因;提出了一种基于谐波电流估计器的新型PMSM无位置传感器控制策略,它包含六步电压法的转矩控制器、谐波电流估计器和扩展反电动势观测器。实验结果表明,采用该策略可成功实现永磁同步电机的快速转矩响应并拓宽了高速运行区域。     

永磁同步牵引电动机的特殊性

在阐述永磁同步牵引电动机与异步牵引电动机工作原理的差异以及永磁材料稳定性基础上,从转子不产生损耗带来的优点、过载能力、极数的选择、环境适应性、控制方式、不可逆退磁以及磁场不可调节所带来的缺点等方面,分析永磁同步牵引电动机的特殊性,并提出设计上应采取的措施,为永磁同步牵引电动机的设计提供参考。     

可变轨距电动车用永磁牵引电动机的开发

开发与车轮集装成一体的牵引电动机是日本作为下一代用于可变轨距电动车动力系统的目标。此型牵引电动机不要动力传动装置，体积小，重量轻，结构简单并且具有实现可变轨距电动转向架的可能性。RMT17型牵引电动机是新开发的用于高速运行试验电动车的高效率永磁同步牵引电动机。本文不仅介绍了该牵引电动机的基本结构，安装位置，技术参数及试验结果，同时还介绍了与牵引电动机相关的轴承，通风冷却系统，速度传感器，接地装置等结构。另外，还介绍了采用与车轮集装成一体的牵引电动机方式的变轨距装置和变换轨距的作用过程。     

基于磁链关系函数判断无刷电机转子位置的方法

为了扩展无位置传感器无刷直流电动机（BLDCM）间接位置检测方案的适用速度范围．在电机采用三相六拍两两导通的条件下，基于对磁链相关函数的分析，提出了一种简化的磁链关系函数法。根据电机的数学模型和磁链关系函数，对电机本体和检测算法建模仿真。仿真结果表明该算法能在低、高速时准确检测BLDCM的换相位置。     

全封闭永磁同步牵引电动机冷却系统设计

永磁电机自身固有的特点以及用作牵引电动机时的高功率密度、高热负荷、轻量化、高可靠性的需求,给永磁同步牵引电动机的冷却结构设计提出了高散热能力、高可靠性和良好工艺性的要求,合理地设计冷却结构是发挥永磁同步牵引电动机优势的基本保障。文章阐述了永磁同步牵引电动机冷却系统的特点及设计方法,并提出了降低永磁同步牵引电动机温升的措施。     

高效率车辆驱动系统的开发

介绍了可供铁道车辆用的全封闭永久磁铁同步电动机的结构、原理,以及该电动机的无旋转角传感器控制方式和各种试验结果。     

地铁车辆用JD155永磁同步牵引电动机的设计

介绍了基于多物理场耦合仿真的轨道交通用永磁同步牵引电动机的设计方法。以沈阳地铁二号线用JD155永磁同步牵引电动机为例,介绍了该电动机的关键参数的选取、结构、试验和运行情况、与异步牵引电动机的比较以及下一阶段的工作。试验结果证明,JD155永磁同步牵引电动机在效率和节能效果、维护、外形尺寸等方面都优于异步牵引电动机。     

永磁同步电动机在铁道机车动车上的应用

永磁同步电动机因其效率高,现已广泛用作电动汽车牵引电动机和空调压缩机电动机等.在铁道机车动车上,直流牵引电动机用了很长时间.但近些年来已被逆变器供电且只需要较少维护的异步电动机取代.永磁同步电动机是一种交流电动机,所需维护也很少,而且效率比异步电动机高,体积和重量可以更小.为了充分发挥其效率高的特点,开发了直接驱动式和全封闭式永磁同步电动机.文章从铁道机车动车上的应用出发,介绍了我们的研究成果.     

基于DSP的无位置传感器无刷直流电机控制系统

介绍了一种基于TMS320LF2407 DSP的无位置传感器无刷直流电机控制系统.针对无位置传感器无刷直流电机转子位置检测进行了研究,简述了实现该控制系统的硬件组成和软件的设计方案及控制策略,并对控制系统进行分析.此系统可大大简化硬件结构,并使电机得到高效稳定的控制.     

基于矢量控制的兆瓦级永磁同步电机能量互馈系统

为满足风力发电机厂兆瓦级永磁同步发电机(PMSG)型式试验的需要,设计了基于能量互馈的试验系统。分析了互馈系统的工作原理,重点研究了基于模型参考自适应(MRAS)的无速度传感器矢量控制方法并进行了仿真,在1.65 MW半直驱永磁同步发电机上进行了试验。结果证明,该系统工作可靠且具有较好的稳态和动态性能。     

计及时变扰动下永磁牵引电机无传感器滑模控制

针对永磁同步牵引电机因参数摄动不确定因素造成控制性能下降以及速度传感器存在成本高、环境要求严格、估计精度不足等问题，提出了一种基于自适应广义高阶平方根容积卡尔曼滤波算法（ASRGHCKF）无速度传感器的永磁同步电机（PMSM）自适应非奇异快速终端滑模控制算法。首先，建立参数摄动下PMSM数学模型；其次，基于扩展滑模扰动观测器（ESMDO）设计自适应非奇异快速终端滑模转速控制算法（ANFTSMC），选择新型指数趋近律可随系统距离滑模面的远近自适应调整趋近速度，同时ESMDO实时精准观测系统的未知扰动部分；最后，结合ASRGHCKF实时精准估计电机的转速和转子位置。通过与PI和传统SMC算法进行仿真和半实物试验对比，验证了该算法在电机参数摄动下暂稳态性能更佳，有利于改善PMSM的无速度传感器控制效果。