基于脉振高频信号注入的永磁同步电机转子位置检测

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作者 崔硕 王志豪 张国柱 《科学技术创新》 2025年第8期217-220,共4页

永磁同步电机(PMSM)具有体积小、效率高的优点,在新能源汽车、风力发电等领域得到了广泛关注与应用。随着现代工业水平的高质量发展,电机控制系统需要更高精度和更低成本,这依赖于准确的电机转子位置的信息。传统检测转子位置需加装位... 永磁同步电机(PMSM)具有体积小、效率高的优点,在新能源汽车、风力发电等领域得到了广泛关注与应用。随着现代工业水平的高质量发展,电机控制系统需要更高精度和更低成本,这依赖于准确的电机转子位置的信息。传统检测转子位置需加装位置传感器,这不仅增加了成本,同时也有一定局限性,在特殊环境下,位置传感器难以正常运行。本文主要利用高频脉振信号注入检测转子初始位置,利用其初始位置进行无位置传感器启动,实现零低速段的无位置传感器的全程控制,利用Matlab\Siumlink搭建无位置传感器转子位置检测仿真平台,验证高频脉振信号注入法在零低速段的转子位置检测的有效性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 无位置传感器 高频脉振信号注入 零低速

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基于转子极性判断优化的脉振高频电压注入法

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作者 陈亦斌 金海 许参 《电子科技》 2024年第6期29-35,共7页

在永磁同步电机零速和低速运行时,采用脉振高频注入法能够准确估计转子位置信息。针对脉振高频注入法无法实现转子极性判断,而传统极性判断方法存在响应时间长、采样和实施过程复杂以及极性误判等问题。文中提出了一种基于正负电压脉冲... 在永磁同步电机零速和低速运行时,采用脉振高频注入法能够准确估计转子位置信息。针对脉振高频注入法无法实现转子极性判断,而传统极性判断方法存在响应时间长、采样和实施过程复杂以及极性误判等问题。文中提出了一种基于正负电压脉冲注入的电机转子极性判断方法。该方法给电机注入正负电压脉冲,并根据对应脉冲的响应电流峰值判断转子极性。脉振高频注入法将转子位置估计值和极性判断结果相结合,可得到准确的转子初始位置。文中通过Simulink仿真验证算法的有效性。仿真结果表明,所提转子极性判断方法能够简化采样方式和算法复杂性,降低判断转子极性的响应时间,使脉振高频注入法能够准确和快速地估计转子初始位置。 展开更多

关键词 永磁同步电机 无传感器控制 脉振高频注入法 转子极性判断 矢量控制 正负电压脉冲注入 凸极效应 零低速

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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：3

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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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矿用电机车PMSM脉振高频信号注入法研究 被引量：2

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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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基于高频注入法的SPMSM运行研究 被引量：1

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作者 闫翔宇 毕永利 《黑龙江大学工程学报（中英俄文）》 2024年第2期42-49,共8页

建立高频信号激励下表贴式永磁同步电机(Surface-mounted Permanent Magnet Synchronous Motor,SPMSM)的数学模型,基于脉振高频注入法构建SPMSM矢量控制系统,采用龙贝格观测器进行转速与位置估计,提高位置估计精度,实现电机无位置传感... 建立高频信号激励下表贴式永磁同步电机(Surface-mounted Permanent Magnet Synchronous Motor,SPMSM)的数学模型,基于脉振高频注入法构建SPMSM矢量控制系统,采用龙贝格观测器进行转速与位置估计,提高位置估计精度,实现电机无位置传感器低速运行;采用锁相环并通过二次谐波检测实现转子磁极的初始位置估计,保证电机快速起动。在MatLab/Simulink平台上,对所提出的方法进行仿真。结果表明,该方法提高了电机低速运行时的控制精度。 展开更多

关键词 表贴式永磁同步电机 无位置传感器 脉振高频注入法 龙贝格观测器 锁相环

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基于高频信号注入的同步磁阻电机无位置传感器控制

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作者 马一飞 熊立新 +1 位作者 张国伟 边敦新 《水电能源科学》 北大核心 2024年第6期211-216,共6页

针对同步磁阻电机定子电感具有电磁饱和、交叉耦合等特点带来的电机参数非线性问题,提出了一种递推最小二乘法与脉振高频电流信号注入相结合的无位置传感器控制方法,其原理是将幅值固定的高频正弦电流信号注入到同步磁阻电机观测坐标系... 针对同步磁阻电机定子电感具有电磁饱和、交叉耦合等特点带来的电机参数非线性问题,提出了一种递推最小二乘法与脉振高频电流信号注入相结合的无位置传感器控制方法,其原理是将幅值固定的高频正弦电流信号注入到同步磁阻电机观测坐标系直轴内,在交轴提取含有转子位置信息的电压信号,采用带遗忘因子的递推最小二乘法进行电机电阻与电感参数的在线辨识,可实现电机的无位置传感器控制。仿真与台架试验验证了所提方法的准确性与实用性。 展开更多

关键词 同步磁阻电机 脉振高频电流注入法 无位置传感器控制 参数辨识

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基于无源控制的PMSM无传感器方法研究 被引量：1

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作者 侯健 毛君 《电子技术应用》 北大核心 2013年第6期56-59,共4页

采用能量成形和互联、阻尼配置的无源性控制方法,完成了永磁同步电机的端口受控哈密顿系统(PCH)的建模和速度调节器的设计,证明了系统平衡点的稳定性。针对系统转速辨识问题,提出由脉振高频电压信号注入法和滑模自适应观测器法相结合的... 采用能量成形和互联、阻尼配置的无源性控制方法,完成了永磁同步电机的端口受控哈密顿系统(PCH)的建模和速度调节器的设计,证明了系统平衡点的稳定性。针对系统转速辨识问题,提出由脉振高频电压信号注入法和滑模自适应观测器法相结合的新型无速度传感器的复合方法。通过速度切换方案的设计,实现了两种方法间的平滑切换。解决了单一方法不能在全速度范围内同时兼顾良好的动态、稳态性能的问题,不仅节省了成本,还增强了整个系统的可靠性。仿真结果表明,该控制系统具有良好的动态、稳态性能。 展开更多

关键词 永磁同步电机 无源控制 脉振高频电压信号 滑模自适应观测器

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储纬器电机无位置传感器的全速域控制方法研究

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作者 徐建明 王远超 张宇轩 《高技术通讯》 CAS 2022年第2期173-181,共9页

针对储纬器电机无位置传感器的调速控制问题,采用脉振高频注入法与扩展反电动势法相结合的控制策略,研究了一种全速域下的无位置传感器矢量控制方法。在电机静止时,利用电机凸极特性,采用高频注入法配合极性判断准确估计初始位置并使电... 针对储纬器电机无位置传感器的调速控制问题,采用脉振高频注入法与扩展反电动势法相结合的控制策略,研究了一种全速域下的无位置传感器矢量控制方法。在电机静止时,利用电机凸极特性,采用高频注入法配合极性判断准确估计初始位置并使电机速度闭环启动。当运行至中速时,估计算法切换为扩展反电动势法估计转子位置与速度。在加减速过程速度切换区间采用滞环切换策略。通过实验验证了所提出的控制策略在全速域下电机矢量控制的可行性,且满足储纬器电机配合织机的工作要求。 展开更多

关键词 储纬器 永磁同步电机(PMSM) 无位置传感器控制 脉振高频注入法 扩展反电动势法

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永磁同步电机全转速范围无位置传感器控制

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作者 刘计龙 付康壮 +2 位作者 麦志勤 李科峰 张伟伟 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期114-124,共11页

为解决IF控制启动速度偏慢、启动转矩能力薄弱等问题,采用高频脉振电压注入法完成电动机零低速启动,并结合中高速区有效磁链法形成全转速范围无位置传感器复合控制策略。为了实现两种控制方法的平滑切换,提出一种基于转速过渡区与状态... 为解决IF控制启动速度偏慢、启动转矩能力薄弱等问题,采用高频脉振电压注入法完成电动机零低速启动,并结合中高速区有效磁链法形成全转速范围无位置传感器复合控制策略。为了实现两种控制方法的平滑切换,提出一种基于转速过渡区与状态机结合的滞环切换策略,所提策略将全转速范围划分为零低速区、过渡区以及中高速区,电动机由中高速区进入过渡区时提前开启高频脉振电压注入法,使其位置估计过程达到稳定,为切换做好准备。为了减小注入高频电压对有效磁链法位置估计过程的冲击,在转速过渡区采用软开启的方式实现高频脉振电压注入法的投入与退出。针对转速过渡区两种位置估计方法同时工作时的耦合问题,设置了双同步旋转坐标系,实现了转子位置估计的解耦控制。在一台三相永磁同步电机上对所提方法的有效性进行了验证。 展开更多

关键词 永磁同步电机 无位置传感器控制 高频脉振电压注入法 有效磁链法 复合控制

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永磁同步电机宽速域无位置传感器控制 被引量：4

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作者 续丹 包鑫 +1 位作者 霍小宁 曹秉刚 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期60-64,133,共6页

基于采用改进型模型参考自适应法及脉振高频电压信号注入法对电机转子转速和位置进行辨识的原理与性能的分析,提出了一种宽速域内适用的无位置传感器复合控制法。通过滞环加权切换法实现了2种方法的平滑切换,克服了改进型模型参考自适... 基于采用改进型模型参考自适应法及脉振高频电压信号注入法对电机转子转速和位置进行辨识的原理与性能的分析,提出了一种宽速域内适用的无位置传感器复合控制法。通过滞环加权切换法实现了2种方法的平滑切换,克服了改进型模型参考自适应法在零速与低速时误差大,以及脉振高频电压注入法在高速时有稳态位置误差的缺点。经实验验证,复合控制法能在宽速域内准确地辨识出转子的转速与位置,系统动态响应快,鲁棒性好,对于宽速域内永磁同步电机无位置传感器研究具有重要的理论和现实意义。 展开更多

关键词 永磁同步电机 无位置传感器控制 参考自适应法 高频脉振电压信号注入法 复合控制

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制导火箭弹一维稳定平台控制系统设计与分析 被引量：1

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作者 杨煜 赵河明 +2 位作者 彭志凌 夏禹 王英 《兵器装备工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第10期53-59,共7页

针对制导火箭弹在飞行过程中产生的旋转速度会对惯性测量单元产生影响从而影响命中精度,且传统的多传感器反馈系统在高速运转中可能会失效,研究了一种新型制导火箭弹一维稳定平台控制系统。系统由控制模块、驱动器、位置传感器与舵机组... 针对制导火箭弹在飞行过程中产生的旋转速度会对惯性测量单元产生影响从而影响命中精度,且传统的多传感器反馈系统在高速运转中可能会失效,研究了一种新型制导火箭弹一维稳定平台控制系统。系统由控制模块、驱动器、位置传感器与舵机组成。其中制导火箭弹舵机分为上舵机、横舵机与下舵机。对上舵机与横舵机选用凸极型永磁同步电机,下舵机选用绕线转子型永磁同步电机。对3个永磁同步电机分别采用改进型滑模观测器、高频脉振电压信号注入法与模型参考自适应法的无速度传感器矢量控制方法。模型仿真结果表明,所设计的一维稳定平台控制系统能够准确估算电机转子位置与转速且运行平稳、精度高、鲁棒性高,所使用的3种控制方法相互补充,控制精度更为精准,最后验证在高中低速下系统的控制性能较高,为实际制导火箭弹一维稳定平台控制系统的研制提供一种新型设计思路。 展开更多

关键词 制导火箭弹 惯性测量单元 一维稳定平台控制系统 永磁同步电机 改进型滑模观测器 高频脉振电压信号注入法 模型参考自适应法

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基于改进型自抗扰控制的PMSM无感调速技术 被引量：1

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作者 李英春 高天柱 米乾宝 《电子器件》 CAS 北大核心 2023年第4期991-998,共8页

针对基于高频脉振注入法的PMSM无位置传感控制系统在启动或低速调速时,转速响应的快速性和无超调性不可兼得的问题,设计了一种基于改进型自抗扰控制策略的速度控制器,该控制器采用一阶自抗扰结构来减少控制参数,同时采用fhan函数作为过... 针对基于高频脉振注入法的PMSM无位置传感控制系统在启动或低速调速时,转速响应的快速性和无超调性不可兼得的问题,设计了一种基于改进型自抗扰控制策略的速度控制器,该控制器采用一阶自抗扰结构来减少控制参数,同时采用fhan函数作为过渡函数,使转速响应具有较好的适应性,并给出控制参数的整定方法,有效地改善了基于高频脉振注入法的PMSM无感系统的控制效果。通过建立Simulink仿真模型和硬件实验平台,对比基于改进型自抗扰控制与基于传统PI控制的PMSM无感控制系统的调速响应,结果表明采用改进型自抗扰的速度环控制器在无感控制系统启动与调速过程中,能够有效解决快速性和无超调性之间的矛盾,实现对电机的良好控制。 展开更多

关键词 永磁同步电机 无位置传感器 高频脉振注入法 自抗扰控制

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基于无位置传感器的水下航行器推进系统研究 被引量：3

13

作者 马景 彭志凌 +2 位作者 杨煜 夏禹 王英 《弹箭与制导学报》 北大核心 2021年第6期106-111,共6页

针对水下航行器实航时海况复杂,恶劣的环境会对推进系统造成不利影响,降低系统中机械式位置传感器的精度甚至损坏等问题,研究了一种基于无位置传感器的复合式检测方法,在速度转换模块作用下,由高频脉振电压信号注入法平稳转换为模型参... 针对水下航行器实航时海况复杂,恶劣的环境会对推进系统造成不利影响,降低系统中机械式位置传感器的精度甚至损坏等问题,研究了一种基于无位置传感器的复合式检测方法,在速度转换模块作用下,由高频脉振电压信号注入法平稳转换为模型参考自适应法(MRAS),并将复合式方法与单一的控制方法作比较。仿真结果表明:该复合式无位置传感器控制方法能实现推进系统永磁同步电机(PMSM)的低、中、高全速运行,提高了系统的稳定性和可靠性。 展开更多

关键词 水下航行器 永磁同步电机 高频脉振电压信号注入 模型参考自适应 复合式控制

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电传动车辆轮毂电机无位置传感器控制研究 被引量：10

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作者 赵其进 廖自力 +1 位作者 张新喜 陈路明 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2019年第8期41-45,50,共6页

为提高电传动装甲车辆运行可靠性,提出一种基于脉振高频注入法进行转子位置辨识的轮毂电机控制策略。在永磁同步电机最大转矩电流比和弱磁控制的基础上,将位置辨识算法运用到控制系统并进行仿真分析。仿真结果表明:在电机起动加速阶段... 为提高电传动装甲车辆运行可靠性,提出一种基于脉振高频注入法进行转子位置辨识的轮毂电机控制策略。在永磁同步电机最大转矩电流比和弱磁控制的基础上,将位置辨识算法运用到控制系统并进行仿真分析。仿真结果表明:在电机起动加速阶段和转矩突变等工况下,该算法能够准确辨识出转子位置和电机转速,与使用传感器来获得转速的方式比较,基本能获得相同的控制效果,为进一步提高装甲车辆可靠性提供了可行方案。 展开更多

关键词 永磁同步电机 无位置传感器 脉振高频注入法

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军用车辆轮毂电机位置传感器故障检测及容错控制 被引量：6

15

作者 解建一 廖自力 +1 位作者 刘春光 袁东 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2021年第12期100-107,共8页

针对电传动装甲车辆恶劣工况下轮毂电机位置传感器容易产生故障问题,基于脉振高频电压注入法构建了位置传感器故障检测及容错控制系统。通过分析故障时位置传感器输出信号出现的幅值不平衡故障或正交不完全故障,采用阈值检测法实现故障... 针对电传动装甲车辆恶劣工况下轮毂电机位置传感器容易产生故障问题,基于脉振高频电压注入法构建了位置传感器故障检测及容错控制系统。通过分析故障时位置传感器输出信号出现的幅值不平衡故障或正交不完全故障,采用阈值检测法实现故障检测,并使电机由有位置传感器控制切换为无位置传感器控制。仿真及实验结果表明,故障发生时,系统能够迅速检测出故障并进行容错控制,有效抑制了电机转速及定子电流的持续振荡。 展开更多

关键词 永磁同步轮毂电机 旋转变压器故障检测 容错控制 脉振高频电压注入法

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对于PMSM实现全速范围无传感器控制技术的混合控制策略研究 被引量：1

16

作者 王卫 阳鹏飞 陈瀚 《电子产品世界》 2019年第8期74-78,共5页

对于在永磁同步电机(PMSM)中无传感器控制技术调速范围具有局限性,提出了一种结合滑膜观测器法和高频电压信号注入法的控制策略,实现永磁同步电机(PMSM)在无传感器控制技术下的全速范围控制。当PMSM处于中、高速范围内时,采用滑膜观测... 对于在永磁同步电机(PMSM)中无传感器控制技术调速范围具有局限性,提出了一种结合滑膜观测器法和高频电压信号注入法的控制策略,实现永磁同步电机(PMSM)在无传感器控制技术下的全速范围控制。当PMSM处于中、高速范围内时,采用滑膜观测器法来估算转子速度和位置;在零、低范围内时,采用高频信号注入法弥补滑膜观测法的不足;当低速与中高速进行切换时,采用线性加权平均法实现平稳过度。仿真结果表明:结合滑膜观测器法和高频注入法的混合模式能够有效降低两种算法进行切换时的抖动,能够很好的实现永磁同步电机在全速范围内的平滑控制。 展开更多

关键词 永磁同步电机 无传感器控制技术 高频电压信号注入法 滑膜观测法 线性加权平均法

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矿用带式输送机用永磁同步电机控制器研究

17

作者 吴康 杨京东 李大伟 《山西焦煤科技》 CAS 2023年第10期13-16,20,共5页

为了提高煤炭生产效率,使用永磁同步电机代替传统的异步电机,为了解决机械式传感器的缺陷,引进了新型的无速度传感器。分析了PMSM的数学模型,并基于脉振高频注入法的基本原理,设计了合理的转子位置信息提取方法,优化了提取信号的过程,... 为了提高煤炭生产效率,使用永磁同步电机代替传统的异步电机,为了解决机械式传感器的缺陷,引进了新型的无速度传感器。分析了PMSM的数学模型,并基于脉振高频注入法的基本原理,设计了合理的转子位置信息提取方法,优化了提取信号的过程,减少了因电压电流信号较小而产生的较大误差。在MATLAB中搭建了永磁同步电机的仿真模型,分析了在两种工况下永磁同步电机的动态性能。实验表明,脉振高频注入法满足带式电机无速度传感器控制技术的高性能控制要求。 展开更多

关键词 带式输送机 永磁同步电机 脉振高频注入法

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