基于高频信号注入法的PMSM无感器检测技术

1

作者 李黎 《计算机光盘软件与应用》 2014年第17期84-85,88,共3页

采用脉振高频电压信号注入法来估计SPMSM转子的速度和位置。通过在估计的转子d轴上注入高频电压信号,利于面贴式永磁同步电机的饱和凸极性,检测对应的含有转子位置信息的电流响应信号来确定转子的位置和转速。通过Matlab仿真实验,证明... 采用脉振高频电压信号注入法来估计SPMSM转子的速度和位置。通过在估计的转子d轴上注入高频电压信号,利于面贴式永磁同步电机的饱和凸极性,检测对应的含有转子位置信息的电流响应信号来确定转子的位置和转速。通过Matlab仿真实验,证明了脉振高频信号注入法在无传感器控制系统中的可行性和控制效果。 展开更多

关键词 面贴式永磁同步电机 脉振高频信号 凸极性 无传感器

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永磁同步电机无位置传感器混合控制策略 被引量：89

2

作者 王高林 张国强 +1 位作者 贵献国 徐殿国 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第24期103-109,17,共7页

转子位置混合观测策略对于实现无传感器内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)全速域运行非常关键。针对IPMSM无传感器矢量控制系统,提出一种由高频信号注入法与反电动势模型法的位置误差信息相融合... 转子位置混合观测策略对于实现无传感器内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)全速域运行非常关键。针对IPMSM无传感器矢量控制系统,提出一种由高频信号注入法与反电动势模型法的位置误差信息相融合的混合观测方法。低速运行时注入脉振高频电压信号,通过对高频电流幅值处理获得转子位置误差信号,中高速运行则通过反电动势模型滑模观测器获得位置误差信息,对两种方法所得位置误差信号进行归一化处理,并根据运行转速对归一化后的位置误差信号以加权的方式进行信息融合。通过一个软件锁相环获取混合位置观测值,并分析混合观测器的稳定性及参数设计。最后通过2.2kW IPMSM无传感器矢量控制系统验证了控制策略的有效性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 无传感器混合控制 脉振高频信号注入 滑模观测器 位置误差信息融合

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基于高频信号注入的IPMSM无位置传感器控制策略 被引量：85

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作者 王高林 杨荣峰 +2 位作者 李刚 于泳 徐殿国 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第11期62-68,共7页

为了提高无位置传感器内置式永磁同步电机(IPMSM)的低速运行性能,提出一种基于高频信号注入的转子位置鲁棒观测方法。采用注入脉振高频电压信号的方式,通过高频电流的幅值信息获取转子位置误差信号,对信号处理及数字滤波器设计进行分析... 为了提高无位置传感器内置式永磁同步电机(IPMSM)的低速运行性能,提出一种基于高频信号注入的转子位置鲁棒观测方法。采用注入脉振高频电压信号的方式,通过高频电流的幅值信息获取转子位置误差信号,对信号处理及数字滤波器设计进行分析。在此基础上,研究一种具有较强抗负载扰动能力的转子位置观测器,通过考虑负载扰动转矩动态特性,给出位置鲁棒观测器的理论设计方法,根据实际扰动转矩特点及位置观测期望误差,采用极点配置法设计反馈矩阵系数。通过IPMSM无位置传感器矢量控制系统进行了实验,结果验证了该控制策略的有效性。 展开更多

关键词 内置式永磁同步电机 转子位置观测器 低速运行 脉振高频信号注入 负载扰动

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脉振高频信号注入法误差分析 被引量：64

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作者 刘海东 周波 +4 位作者 郭鸿浩 刘兵 李洁 徐学海 时仁帅 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期38-44,共7页

为了分析永磁同步电机系统各参数对脉振高频信号注入法位置估计误差的影响,以便有针对性地减小位置估计误差,提高无位置传感器控制技术的性能,首先对脉振高频电压信号注入情况下永磁同步电机直交轴电压进行了分析,并根据交轴基波电压得... 为了分析永磁同步电机系统各参数对脉振高频信号注入法位置估计误差的影响,以便有针对性地减小位置估计误差,提高无位置传感器控制技术的性能,首先对脉振高频电压信号注入情况下永磁同步电机直交轴电压进行了分析,并根据交轴基波电压得到位置估计误差公式;之后通过对位置误差公式进行数值分析,总结出控制器频率、逆变器直流母线电压及脉振高频信号电压幅值对位置估计误差大小的影响规律;最后对位置误差分析结果进行了实验验证。 展开更多

关键词 永磁同步电机 无位置传感器 脉振高频信号注入 位置估计误差

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采用滑动平均低通滤波的脉振高频信号注入法在表贴式永磁同步电机无位置传感器控制中的应用 被引量：6

5

作者 郭增冰 臧珂 胡勤丰 《微电机》 北大核心 2020年第4期45-49,76,共6页

分析了脉振高频信号注入法实现表贴式永磁同步电机无位置传感器控制的原理,针对注入的高频电压会使电流回路中出现相应的高频电流,而巴特沃斯低通滤波器不能完全滤除高频电流,导致电流调节器产生相应的响应从而削弱注入的高频电压的问题... 分析了脉振高频信号注入法实现表贴式永磁同步电机无位置传感器控制的原理,针对注入的高频电压会使电流回路中出现相应的高频电流,而巴特沃斯低通滤波器不能完全滤除高频电流,导致电流调节器产生相应的响应从而削弱注入的高频电压的问题,提出了滑动平均低通滤波器,选择了合适的参数使该滤波器能完全滤除高频电流,最后,在基于TMS320F28335的电机驱动控制平台上,实现了一台表贴式永磁同步电机的无位置起动、低速运行和低速突加突卸负载,并验证了滑动平均低通滤波器对高频电流滤波有效性。 展开更多

关键词 脉振高频信号注入法 表贴式永磁同步电机 无位置传感器控制 滑动平均低通滤波器

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基于高频信号注入的永磁同步电动机的无传感器控制及位置估计误差补偿 被引量：5

6

作者 张志锋 刘晓东 《电气技术》 2017年第5期12-18,共7页

本文所分析的脉振高频电流注入法,是只在估计转子坐标系的d轴上注入高频电流信号,通过检测高频电压的幅值,获取转子位置误差信号,经过信号处理来提取转子位置信息。同时,从理论上分析了转子位置的估计误差,推导了转子位置估计误差的表... 本文所分析的脉振高频电流注入法,是只在估计转子坐标系的d轴上注入高频电流信号,通过检测高频电压的幅值,获取转子位置误差信号,经过信号处理来提取转子位置信息。同时,从理论上分析了转子位置的估计误差,推导了转子位置估计误差的表达式。为了减小转子位置观测器及电流环PI调节器对转子位置估计误差的影响,提出了转子位置误差补偿策略。通过Matlab/Simulink对系统进行了仿真分析,结果证明改进后的电流调节器和转子位置信号提取过程的有效性,提高了转子位置估计的精度,实现了在全转速范围内对转子位置和速度的估计.即使参数变化较大,也可以很好的跟踪转子的位置,使得永磁同步电动机无传感器控制系统的精确性和稳定性得到提高。 展开更多

关键词 永磁同步电动机 脉振高频信号注入 转子位置观测器 转子位置误差补偿

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优化脉振高频信号注入的PMSM无位置传感器控制方法 被引量：1

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作者 张蕾 王开锋 +1 位作者 李鹏飞 许彦辉 《西安工程大学学报》 CAS 2023年第6期121-128,共8页

针对基于脉振高频信号注入法的永磁同步电动机(PMSM)无位置传感器控制策略中,使用带通滤波器(band pass filter, BPF)会增加系统相位延迟,造成观测性能不佳的问题,提出一种采用双二阶广义积分器(second order-second order generalized ... 针对基于脉振高频信号注入法的永磁同步电动机(PMSM)无位置传感器控制策略中,使用带通滤波器(band pass filter, BPF)会增加系统相位延迟,造成观测性能不佳的问题,提出一种采用双二阶广义积分器(second order-second order generalized integrator, SO-SOGI)的优化脉振高频信号注入法无位置传感器控制策略。首先,设计了采用SO-SOGI观测PMSM转子位置和转速信息的方法。其次,分析了所采用的SO-SOGI在中心频率处的幅频特性,验证了SO-SOGI具有较好的基波提取能力和内环负反馈调节机制,可以输出特定的频率信号而不存在相位延迟。最后,MATLAB/Simulink的仿真验证结果表明:在静态运行时转子位置估计的精度提高约0.7 rad,证明了该方法拥有良好的位置估算精度,提高了系统的可靠性;在动态运行时转速估计误差减小了62.5%左右,该方法能有效适应低速下转速变化,提高了系统的抗扰动性。 展开更多

关键词 脉振高频信号注入法 双二阶广义积分器 无位置传感器控制 带通滤波器 永磁同步交流电机

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无轴承永磁同步电机转子速度自检测复合方法研究 被引量：4

8

作者 许波 朱熀秋 姬伟 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第14期1927-1932,共6页

针对单一转速估计方法难以实现全速范围内准确估计转子速度的缺陷,提出一种转速估计复合方法,即在零速及低速运行时,采用脉振高频信号注入法。该方法不依赖于电机模型参数而仅依赖于电机本身的凸极特性,可实现零速及低速时转子速度的准... 针对单一转速估计方法难以实现全速范围内准确估计转子速度的缺陷,提出一种转速估计复合方法,即在零速及低速运行时,采用脉振高频信号注入法。该方法不依赖于电机模型参数而仅依赖于电机本身的凸极特性,可实现零速及低速时转子速度的准确估计;高速运行时,采用带多重次优渐消因子扩展卡尔曼滤波器(SMFEKF)进行转速估计,利用SMFEKF极强的模型失配鲁棒性和独特的强跟踪能力,有效地提高系统在稳态及突变状态下的跟踪性能。通过设计两种方法的"软切换",实现低速到高速的平滑切换,并将该复合方法在无轴承永磁同步电机无速度传感器矢量控制系统中进行仿真研究。仿真结果表明:该复合方法能在全速范围内实现转子速度与位置的准确估计;在系统状态突变或负载扰动时,误差更小,鲁棒性更强。 展开更多

关键词 脉振高频信号注入 带多重次优渐消因子EKF 无轴承永磁同步电机 无速度传感器

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基于脉振高频信号注入法的永磁同步电机无位置传感器控制研究综述 被引量：3

9

作者 马硕尧 王长全 《电气工程》 2013年第1期6-11,共6页

基于电机的凸级效应,通过注入脉振高频信号并分析高频响应电流可以得到转子的位置信息,实现永磁同步电机的无位置传感器控制。文中阐述了基于脉振高频信号注入法的永磁同步电机无位置传感器控制原理,比较了几种转子极性辨识的方法,介绍... 基于电机的凸级效应,通过注入脉振高频信号并分析高频响应电流可以得到转子的位置信息,实现永磁同步电机的无位置传感器控制。文中阐述了基于脉振高频信号注入法的永磁同步电机无位置传感器控制原理,比较了几种转子极性辨识的方法,介绍了电机凸极率的测量,分析了如何提高控制精度,最后展望了脉振高频信号注入法的发展前景。 展开更多

关键词 永磁同步电机 无位置传感器控制 脉振高频信号注入

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基于高频信号注入SPMSM无位置传感器控制系统 被引量：2

10

作者 李玉东 易庚 李凯存 《测控技术》 CSCD 2017年第6期66-71,75,共7页

针对面贴式永磁同步电机(SPMSM),在高频信号注入无位置传感器运行控制中的系统不稳定因素及位置估计误差,研究一种改进的调制方法及位置补偿控制方法。在分析高频信号注入法的基础上,深入分析了信号调制中滤波器的相位偏移对系统稳定性... 针对面贴式永磁同步电机(SPMSM),在高频信号注入无位置传感器运行控制中的系统不稳定因素及位置估计误差,研究一种改进的调制方法及位置补偿控制方法。在分析高频信号注入法的基础上,深入分析了信号调制中滤波器的相位偏移对系统稳定性的影响,以及电机高频模型不精确导致的位置估计误差。通过在Matlab/Simulink中搭建模型系统仿真和在dSPACE系统仿真平台实验的方法对控制系统进行设计验证。仿真及实验结果表明了带有改进的调制方法及位置补偿方法的控制系统具有良好稳定性及位置误差补偿效果。 展开更多

关键词 永磁同步电机 无位置传感器控制 脉振高频信号注入 DSPACE

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带相位补偿的PMSM脉振高频信号注入转子位置估计方法 被引量：1

11

作者 张一诺 张兴华 《微电机》 2022年第3期69-74,共6页

本文针对在零低速区域内表贴式永磁同步电机的高频信号注入位置估计问题,分析了由带通滤波器和零阶保持器引起的相位偏移对位置估计精度的影响,提出一种带相位补偿的永磁同步电机脉振高频信号注入位置估计方法。该方法采用一种考虑相位... 本文针对在零低速区域内表贴式永磁同步电机的高频信号注入位置估计问题,分析了由带通滤波器和零阶保持器引起的相位偏移对位置估计精度的影响,提出一种带相位补偿的永磁同步电机脉振高频信号注入位置估计方法。该方法采用一种考虑相位补偿的解调函数,有效地消除带通滤波器和零阶保持器造成的位置估计误差。实验结果表明,在零低速范围内,带相位补偿的脉振高频信号注入法可精确地估计转子位置和转速。 展开更多

关键词 永磁同步电机 相位偏移 带通滤波器 零阶保持器 脉振高频信号注入

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基于脉振高频信号注入法的永磁同步电机开环矢量控制 被引量：2

12

作者 黄其福 《机电信息》 2019年第27期35-36,共2页

针对速度反馈编码器给永磁同步电动机(PMSM)控制系统带来的问题,研究了一种使用脉振高频电压信号注入法来检测永磁同步电机实时位置的矢量控制系统。无论是内埋式还是面贴式永磁同步电机,其交直轴高频阻抗都可以表现出一定的凸极性。在... 针对速度反馈编码器给永磁同步电动机(PMSM)控制系统带来的问题,研究了一种使用脉振高频电压信号注入法来检测永磁同步电机实时位置的矢量控制系统。无论是内埋式还是面贴式永磁同步电机,其交直轴高频阻抗都可以表现出一定的凸极性。在高频脉振电压注入定子绕组后,通过检测定子电流响应,采用合适的算法就可以提取出转子位置信号。现给出这种方法的仿真结果,以验证这种方法的有效性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 脉振高频信号注入 转子 开环矢量控制

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矿用电机车PMSM脉振高频信号注入法研究 被引量：2

13

作者 桂振钊 张倩 《煤矿机械》 北大核心 2019年第3期24-26,共3页

针对煤矿井下潮湿、高温、粉尘等恶劣环境对传统机械式传感器造成的灵敏度降低、系统故障率增加等问题,研究了基于无传感器技术的矿用电机车永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)控制策略。在低速工况下提出了一种基... 针对煤矿井下潮湿、高温、粉尘等恶劣环境对传统机械式传感器造成的灵敏度降低、系统故障率增加等问题,研究了基于无传感器技术的矿用电机车永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)控制策略。在低速工况下提出了一种基于转子位置跟踪观测器的改进高频脉振信号注入法,并且以TBQ-4.5YC型矿用隔爆型永磁同步牵引电动机为研究对象,仿真和实验结果表明,在低速工况下,无位置传感器控制系统可以代替传统机械式传感器顺利估算出实际转子位置角且误差较小,矿用电机车运行过程中电机转速能够始终稳定跟随。 展开更多

关键词 矿用电机车 低速工况 PMSM 脉振高频信号注入法 转子位置跟踪观测器

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脉振高频信号注入永磁同步电机控制算法研究 被引量：2

14

作者 张凯泉 陈卫兵 +1 位作者 王铭 钟德刚 《湖南工业大学学报》 2017年第6期20-25,共6页

研究了基于脉振高频信号注入法的永磁同步电机无传感控制,采用二次谐波法对转子极性进行辨识,以提高算法的收敛性。并基于Matlab/Simulink对永磁同步电机脉振高频注入法速度和电流双闭环控制进行了仿真。结果表明:小凸极比的PMSM转子位... 研究了基于脉振高频信号注入法的永磁同步电机无传感控制,采用二次谐波法对转子极性进行辨识,以提高算法的收敛性。并基于Matlab/Simulink对永磁同步电机脉振高频注入法速度和电流双闭环控制进行了仿真。结果表明:小凸极比的PMSM转子位置解调困难、转矩抖动较大,因此在使用脉振高频电压注入法时,选取凸极比大的PMSM能够取得较好的控制效果。 展开更多

关键词 永磁同步电机 脉振高频信号注入法 凸极比 二次谐波法

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同步磁阻电机无位置传感器控制系统研究 被引量：2

15

作者 王双全 黄洪剑 《微特电机》 北大核心 2017年第3期49-52,共4页

针对同步磁阻电机的特点设计相应的无位置传感器矢量控制系统。零速和低速时采用脉振电压高频信号注入法,在估计坐标系的q轴注入高频电压信号,使用估计d轴的高频电流信号进行位置估计。中速和高速时使用静止坐标系下的扩展反电动势法进... 针对同步磁阻电机的特点设计相应的无位置传感器矢量控制系统。零速和低速时采用脉振电压高频信号注入法,在估计坐标系的q轴注入高频电压信号,使用估计d轴的高频电流信号进行位置估计。中速和高速时使用静止坐标系下的扩展反电动势法进行位置估计。达到电压限制时主动降低q轴电流满足电压限制,同时增加d轴电流绝对值实现恒转矩运行。实验结果表明,所设计的位置估计系统具有一定的抗扰动能力,可以很好地进行全速度段的转速和位置估计。 展开更多

关键词 同步磁阻电机 无位置传感器 脉振电压高频信号注入法 扩展反电动势 弱磁

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