永磁同步电机低速无传感器控制及位置估计误差补偿 被引量：32

1

作者 刘颖 周波 +1 位作者 冯瑛 赵承亮 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第11期38-45,共8页

针对转子磁钢表贴式永磁同步电机(Surface Mounted Permanent Magnet SynchronousMotor,SPMSM),提出了一种新型的脉振高频电压信号注入无传感器低速(和零速)的控制方法及位置估计误差补偿策略。首先设计了位置与转速估计系统,提出了一... 针对转子磁钢表贴式永磁同步电机(Surface Mounted Permanent Magnet SynchronousMotor,SPMSM),提出了一种新型的脉振高频电压信号注入无传感器低速(和零速)的控制方法及位置估计误差补偿策略。首先设计了位置与转速估计系统,提出了一种调制信号的选取方法,实现了零速下转子任意初始位置检测、起动以及低速稳态运行;其次,针对随着转速的升高,转子的估计位置与实际位置误差会逐渐变大的问题,提出了一种误差补偿策略,保证了系统的可靠运行。实验结果表明,所提方法可以实现SPMSM低速(和零速)范围内无位置传感器控制,并解决了随转速升高位置估计误差变大的问题,为该方法能够适用于更宽转速范围提供了理论和实验基础。 展开更多

关键词 表贴式永磁同步电机 无位置传感器 高频信号注入 位置估计误差补偿

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一种基于双重锁相环的高速永磁同步电机转子位置估计误差全补偿方法 被引量：32

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作者 顾聪 王晓琳 邓智泉 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期962-969,共8页

高速永磁同步电机(high-speedpermanentmagnet synchronousmotor,HSPMSM)驱动性能与转子位置信号检测精度密切相关。基于反电动势滑模观测器(high-speed permanentmagnetsynchronousmotor,EMF-SMO)的位置估计方案具有鲁棒性强的优势。... 高速永磁同步电机(high-speedpermanentmagnet synchronousmotor,HSPMSM)驱动性能与转子位置信号检测精度密切相关。基于反电动势滑模观测器(high-speed permanentmagnetsynchronousmotor,EMF-SMO)的位置估计方案具有鲁棒性强的优势。然而高速运行条件下,观测器环路中的滤波器、零阶保持器、代数环等非理想环节将引起明显的相位估计误差。为了有效补偿相位估计误差,该文提出一种基于双重锁相环的新型EMF-SMO方案,其基本原理在于,通过主动引入前述非理想环节对电流信号进行延迟重构,将重构电流信号与估计位置信号进行二次锁相,构成双重锁相环,无需定量即可实现相位估计误差全补偿。该方法未引入任何敏感参数,鲁棒性强。该文针对一台400W/15000rpm高速永磁同步电机进行仿真与实验,仿真与实验结果验证了所提出双重锁相环方案的有效性。 展开更多

关键词 高速电机 无位置传感器 位置估计误差 锁相环

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永磁同步电机新型转子位置估计误差补偿策略 被引量：4

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作者 张懿 吴嘉欣 +2 位作者 李亚锋 魏海峰 李垣江 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期1834-1841,共8页

分析了传统永磁同步电机脉振高频电压注入法采用传统调制信号下,定子电阻与电感参数的不同匹配对电机转子位置估计系统稳定性的影响,表明不同的电阻与电感参数匹配易造成电机转子位置估计系统不稳定。针对该问题,利用锁相环技术锁定交... 分析了传统永磁同步电机脉振高频电压注入法采用传统调制信号下,定子电阻与电感参数的不同匹配对电机转子位置估计系统稳定性的影响,表明不同的电阻与电感参数匹配易造成电机转子位置估计系统不稳定。针对该问题,利用锁相环技术锁定交轴高频电流响应相位,构造新型同相位的调制信号用于对高频交轴电流响应的处理,保证电机转子位置估计系统为稳定的负反馈系统。与此同时,提出新型转子位置估计误差补偿策略,有效避免转速升高情况下反电动势项以及交叉耦合项造成转子位置估计误差增大的问题。实验结果验证了新型转子位置估计误差补偿策略的有效性和实用性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 脉振高频电压注入 参数匹配 锁相环 位置估计误差补偿

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考虑逆变器输出谐波的永磁同步电机转子位置估计误差分析 被引量：8

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作者 魏海峰 韦汉培 张懿 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期900-909,共10页

针对永磁同步电机脉振高频电压注入法转子位置估计存在误差的问题,提出基于脉振高频电压谐波分析法的转子位置估计误差分析理论。考虑功率管开关离散化致使三相逆变器输出谐波,对三相桥臂功率管开关向量进行傅里叶级数展开,结合空间矢... 针对永磁同步电机脉振高频电压注入法转子位置估计存在误差的问题,提出基于脉振高频电压谐波分析法的转子位置估计误差分析理论。考虑功率管开关离散化致使三相逆变器输出谐波,对三相桥臂功率管开关向量进行傅里叶级数展开,结合空间矢量脉宽调制(SVPWM)理论求解逆变器各功率管开关时刻,计算估计dq轴电压基波分量。在此基础上,分析转子位置估计误差来源,推导出误差表达式。通过仿真、数值计算和实验分析各类系统参数对转子位置估计误差的影响规律,为永磁同步电机脉振高频电压注入法相关控制系统参数的选择与优化提供了理论依据。 展开更多

关键词 永磁同步电机 脉振高频电压注入 谐波分析 转子位置估计误差 参数优化

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基于复系数滑模观测器的永磁同步电机位置估计误差抑制 被引量：2

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作者 胡勤丰 张芮嘉 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期41-51,共11页

采用sigmoid函数的传统滑模观测器能够有效抑制滑模抖振,但反电动势的估计值与实际值之间存在幅值和相位偏差。为了抑制估计反电动势相位滞后导致的位置估计误差,首先根据观测器模型,分析了传统滑模观测器的位置估计误差产生机理。其次... 采用sigmoid函数的传统滑模观测器能够有效抑制滑模抖振,但反电动势的估计值与实际值之间存在幅值和相位偏差。为了抑制估计反电动势相位滞后导致的位置估计误差,首先根据观测器模型,分析了传统滑模观测器的位置估计误差产生机理。其次,利用两相静止坐标系的相位关系在传统滑模观测器中引入复系数电流误差项,构造了一种复系数滑模观测器以消除估计反电动势的相位滞后,从而提高无位置传感器控制系统的位置估计精度。最后,根据李亚普诺夫稳定性理论和观测器状态方程分析了复系数滑模观测器的稳定条件和动态性能。理论分析和实验结果表明:所提出的复系数滑模观测器结构简单、运算量低,能够有效抑制估计反电动势相位滞后的问题,提高转子位置估计精度。 展开更多

关键词 永磁同步电机 矢量控制 无位置传感器控制 滑模观测器 位置估计误差 复系数

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基于非线性拟合单位电流最优输出功率的永磁同步电机位置估计误差补偿策略 被引量：2

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作者 姚培煜 卢芋廷 +3 位作者 冯国栋 彭卫文 丁北辰 吴轩 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2023年第24期13-21,共9页

针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)参数变化影响转子位置估计精度问题,提出了一种基于单位电流最优功率输出的位置估计误差非线性补偿策略。首先,分析了电机参数误差特别是电感误差对位置估计精度的影响,建... 针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)参数变化影响转子位置估计精度问题,提出了一种基于单位电流最优功率输出的位置估计误差非线性补偿策略。首先,分析了电机参数误差特别是电感误差对位置估计精度的影响,建立了位置估计误差与单位电流输出功率的关联模型,推导出电感误差与最优输出功率的关系模型。然后,结合功率模型构建了基于多项式的电感误差非线性模型,利用少量测试点拟合该多项式模型,即可辨识电感误差用于准确补偿位置估计误差。所提方法实现简单,不依赖电机参数,能有效克服噪声干扰。最后,仿真与实验结果验证了提出补偿策略的有效性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 单位电流最优功率 位置估计误差 非线性模型

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IPMSM动态电感辨识方法及转子位置估计误差补偿策略 被引量：13

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作者 李峰 车进 +2 位作者 刘大铭 夏超英 王红艳 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第23期5418-5426,共9页

在低速和零速条件下,通常采用旋转高频电压注入法来实现对内置式永磁同步电动机(IPMSM)的无传感器控制。然而d、q轴磁路之间交叉饱和效应的存在,会给IPMSM无传感器控制系统带来转子位置估计误差,并且该误差与d、q轴动态电感以及交叉饱... 在低速和零速条件下,通常采用旋转高频电压注入法来实现对内置式永磁同步电动机(IPMSM)的无传感器控制。然而d、q轴磁路之间交叉饱和效应的存在,会给IPMSM无传感器控制系统带来转子位置估计误差,并且该误差与d、q轴动态电感以及交叉饱和动态电感有关。为了克服磁路饱和与交叉饱和效应对动态电感及转子位置估计的影响,该文提出相应的分步动态电感辨识方法和转子位置估计误差补偿策略。在采用d轴高频电压注入法离线获得电感比例系数的基础上,将基于旋转高频电压注入的动态电感辨识算法应用于IPMSM无传感器控制中,可在线实现不同工作点处动态电感的辨识以及转子位置估计误差的计算与补偿。最后通过实验对该文提出的动态电感辨识方法和转子位置估计误差补偿策略的可行性和有效性进行了验证。 展开更多

关键词 内置式永磁同步电动机 电感辨识 交叉饱和效应 无传感器控制 转子位置估计误差

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基于滑模观测器误差补偿的永磁同步电机无位置传感器控制策略 被引量：33

8

作者 梅三冠 卢闻州 +2 位作者 樊启高 黄文涛 项柏潭 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期398-408,共11页

转子位置精度对于永磁同步电机无位置传感器控制至关重要。基于滑模观测器的转子位置估计方法因对参数敏感性低、鲁棒性强的优势得到了广泛的研究和应用。针对滑模观测器估计相位延迟导致的位置信号不准确问题,提出一种基于误差补偿的... 转子位置精度对于永磁同步电机无位置传感器控制至关重要。基于滑模观测器的转子位置估计方法因对参数敏感性低、鲁棒性强的优势得到了广泛的研究和应用。针对滑模观测器估计相位延迟导致的位置信号不准确问题,提出一种基于误差补偿的永磁同步电机无位置传感器控制策略。首先,详细分析了滑模观测器的位置误差产生机理,利用一阶滤波器设计了相位延迟补偿方法,以提高位置估计精度;然后,通过临界饱和切换函数改进滑模观测器收敛性能;最后,通过实验验证了所提方法的可行性。实验结果表明,所提方法的位置估计误差较传统方法减少了89.64%。 展开更多

关键词 永磁同步电机 无位置传感器控制 滑模观测器 位置估计误差补偿

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基于死区函数的MRAS高精度转子位置估计（英文） 被引量：2

9

作者 周亚宁 胡朝晖 陈曦 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第18期5528-5535,5601,共9页

由于传统模型参考自适应算法缺乏对电流检测误差和系统噪声等不确定性因素的校正机制,导致转子位置估计误差,并产生电流谐波。为了提高转子位置估计精度和鲁棒性,抑制电流谐波,提出一种基于死区函数的模型参考自适应算法,即设计基于死... 由于传统模型参考自适应算法缺乏对电流检测误差和系统噪声等不确定性因素的校正机制,导致转子位置估计误差,并产生电流谐波。为了提高转子位置估计精度和鲁棒性,抑制电流谐波,提出一种基于死区函数的模型参考自适应算法,即设计基于死区函数的自适应律。仿真和实验验证该方法的有效性。实验结果表明,该算法可以提高转子位置估计精度,有效地抑制电流谐波。转子位置估计误差从0.062rad减小到0.042rad,降低了32%;5次和7次电流谐波含量分别降低了39%和34%。 展开更多

关键词 模型参考自适应 死区函数 转子位置估计误差 鲁棒性 电流谐波

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脉振高频信号注入法误差分析 被引量：65

10

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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基于广义二阶积分器的SPMSM无位置传感器控制逆变器非线性补偿策略 被引量：15

11

作者 刘兵 周波 倪天恒 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第11期3365-3374,共10页

在基于脉振高频电压注入法的表贴式永磁同步电机（surface-mounted permanent magnet synchronous motor,SPMSM）低速无位置传感器控制系统中,逆变器非线性导致估计位置中包含6次谐波误差。该文首先对该谐波误差的由来进行分析;其次提... 在基于脉振高频电压注入法的表贴式永磁同步电机（surface-mounted permanent magnet synchronous motor,SPMSM）低速无位置传感器控制系统中,逆变器非线性导致估计位置中包含6次谐波误差。该文首先对该谐波误差的由来进行分析;其次提出一种基于广义二阶积分器（secondorder generalized integrator,SOGI）的补偿策略,利用SOGI分别实现高频电流提取和谐波误差消除;然后在现有位置锁相环中引入误差前馈补偿,弥补双积分器串联环节引起的信号滞后;最后在一台额定功率1.5kW的SPMSM上对该方法进行实验验证,结果表明该方法能显著消除估计位置中的谐波误差,改善无位置传感器控制性能。 展开更多

关键词 位置估计误差 逆变器非线性 高频电压注入 SPMSM 广义二阶积分器

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采用双重滤波补偿的永磁同步电机无位置传感器控制 被引量：5

12

作者 刘兵 周波 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第22期6683-6691,共9页

永磁同步电机低速无位置传感器控制系统的性能与位置检测精度密切相关。基于脉振高频电压注入法,分析电机参数不对称和电流检测偏差对位置估计误差的影响,指出两者均会导致估计位置中产生2次谐波误差。提出一种有初相角的双重滤波补偿... 永磁同步电机低速无位置传感器控制系统的性能与位置检测精度密切相关。基于脉振高频电压注入法,分析电机参数不对称和电流检测偏差对位置估计误差的影响,指出两者均会导致估计位置中产生2次谐波误差。提出一种有初相角的双重滤波补偿方法来消除谐波误差,为解决初相角难以准确获取的问题又提出了一种改进的方法。在一套1.5kW的PMSM驱动平台上进行实验验证,实验结果验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 电机参数不对称 电流检测偏差 位置估计误差 双重滤波补偿 高频电压注入

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