下载
加入VIP
  • 专属下载特权
  • 现金文档折扣购买
  • VIP免费专区
  • 千万文档免费下载

上传资料

关闭

关闭

关闭

封号提示

内容

首页 表面式磁路结构永磁同步电机初始转子位置的估算

表面式磁路结构永磁同步电机初始转子位置的估算.doc

表面式磁路结构永磁同步电机初始转子位置的估算

李清越
2017-09-28 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《表面式磁路结构永磁同步电机初始转子位置的估算doc》,可适用于高等教育领域

表面式磁路结构永磁同步电机初始转子位置的估算表面式磁路结构永磁同步电机初始转子位置的估算船电技术年第期表面式磁路结构永磁同步电机初始转子位置的估算摘要:本文主要阐述了表面式磁路结构永磁刷步电机初始转子位置的估算方法其基本原理基于当电机施加电压矢量时,电机定子铁心磁饱和而产生电流响应的变化运用此方法可无需检测电机参数及附加设备为了正确地执行估算,施加于电机最佳电压矢量判定方法进行了研究试验结果表明应用此最佳电压矢量可以在电机转子静止的情况下估算出电机转子的初始位置关键词:永磁同步l乜动机转子磁路结构l引言现在已经有很多关于讨论永磁同步电机(PMSM)中无位置和速度传感器控制的文章初始转子位置估算方法的研究对于永磁电机无位置传感器的控制方式相当重要,而且对于电机的起动也十分关键如果不能精确估算初始转子的位置,电机的起动转矩减弱,且电机有暂时反向旋转的可能儿种初始转子位置估算的方法已经被研究出然而人部分是依据定子电感随着转子位置而变化,只能运刚丁内置切向式转子磁路结构的永磁同步电机本文阐述了对于无位置传感器的表面式磁路结构永磁电机,估算其初始转子位置的有效方法,其基本原理是电机定子铁心磁饱和而产生电流响应的变化为了正确地执行估算,文章还研究了用丁估算的最佳电压矢量的判定方法利用最佳电压欠餐进行估算时,转子无需做机械上的改变试验结果表明,运川这种方法估算出的平均误差在士电角度之间,而且在估算中转子不需转动估算原则l是表面式磁路结构永磁同步电机的模型直的二相口一坐标相对于定子绕组是固定不变的d轴与变频器供给的电压矢量方向一致角代表电压矢量的角度表示转子位置的角度,是参考角度用在最佳电压矢量判定方法的电流控制是在角度为’的XY坐标系中进行的表示恒定电压欠簧转子位置刚定在电角度时测耸山的d轴电流电流,’,是通过下面的公式得到的:I’,:COSipsin()收稿日期:在这个公式中f分别是定子绕组里的口轴和轴的电流当电压欠量接近极时,因磁饱和导致d轴电流逐渐上升,如图因此,初始转子位置可以通过施加最佳电压矢量检测d轴电流最大值的方式而估算出来=一暴图l电机模型OIOlOIOOU也矢量角度}u角度通过I【I矢量测量的d轴lU流I估算方法此估算方法可分为个过在估算中,所施加的电压欠麓方向为角而d轴电流I’,可以由(I)估算山为待估算的转子位置角度II第一步给电机施加电压久簧I手II,如所示电OO船电技术年第期l流l和lu一是可测量的如果电流l的值比一大,那么矢量比矢量较接近N极因此估算出的角等于电角度在这种情况下一懈就是’,I反过来等于电角度,这便是矢量的角度,此时的电流’,懈就是’,I,,,,||‘‘,l鳘l用于估算过程中的电压矢量第二步根据第一步得到的角度再次施加电压矢量,I’,的值同时也更新这是为了消除执行第一步造成定子铁心中剩余磁密作用的影响然后施加电矢量或,例如在第一步中,角等于O电角度时,电压矢量被提供如果电流,的值大于I’,懈时,则矢量距极较近因此角等于电角度时,电流’,一就是’,接下来,施加欠量I矢量,和’,的值如前面的方法同样被更新了但是当,小于‘,一时,就已经完成第二步了,因为先前的矢量距离极较近从另一方面来看,如果,小于‘,,矢量,和则被提供,和一的值也按类似的方法被更新在第一程序中角等于o电角度时,施加矢量,然后执行以上相同的方法在这个过程中,估算的误差应该会小于电角度当实际转子位置的角度大致是O或者电角度时,第一步中的电流’,I和’,之间的差别很小,这是因为磁饱和的作用很小如果这些差值低丁预先设置的数值,第二步施加图中的欠量和,可测出电流I,和’,l在本文进行的研究中考虑剑电流传感器的精确性,预先设置的电流数值是安按照第一步类似的方法得到了估算角度再次施加矢量或O以消除剩磁作用,然后施加图所示的矢量和戚l)I电压矢量第三步根据第二步的结果,施加如图(a)中的一,,电角度的种电压矢量给电机图(a)中的表示第二步中估算出的角度和第二步使用的方法一样,估算角度更新在这个过程中,估算的精确度在电角度之间进一步,按图(b)和图(c)所示的电压矢量,重复以上步骤次用以提高估算的精确度‘(a)(b)(C)图用于第三步中的电压矢量这种通过利用电流响应估算初始转子位置的方法不会受到设置错误或是电机参数变化的影响,通过此方法估算出转子位置的理论精确值为电角度最佳电压矢量的判定方法电压的大小与输出时间是相当重要的因为估算方法是基于磁路饱和引起电压矢量的电流响应的变化如果将幅值较大的电压供给电机,电机的转子将有可能在估算过中转动冈此,可以估算初始转子位置而不会产生机械改变的最佳电压久茸必须在估算进行之前首先确定图表示的是试验系统来测定最佳的电压久晕住图l的X坐标中进行电流控制,为了将船电技术年第期图结构系数极I殳置为轴的方向,随之的轴电流参考值f和Y轴的电流参考值,坡应用于电流控制直流L乜乐J,等丁或小丁电机的额定电流:『llIOIL’J一为了决定电压欠量的幅值,引入调制系数,定义如:l=,E,,()住这个公式中是电压矢量的幅值,,是逆变器的直流母线电压考虑DSP控制器的性能,输出时间最初设置为O住这过程中,幅值为的电压矢量提供给电机k的时间,为了使每相的电流强制为,需要在倍的时长内关断所有逆变器的门极信号第一步通过向电流控制器给山’=电角度,转子位置被设置为电角度接着向电机提供如图所示的电压久量l,,K的时间以消除剩磁效应,然后再次向电机提供电压欠鬣,并测量d轴电流’,l接着,同样地施加电压父量并测量电流’,电压久量和的调制系数逐步由开始增火,如果’,(=‘,II’,)比预先设定值小,那么l由(=O)向上增长如果m火于调制系数in,该调制系数对应于电机额定电压,那么m重置为,输出时间增加然后再重复上述各项步骤的值为安时可以引起定子铁心的磁饱和,使用电流传感器可以容易检测出此电流值冈调制系数应该小于ax,所以当与的值基本相同时,这一步便结束了在此过程中无法观察到转子转动,因为在这一步中施加给电机的电压矢量的方向与转子的极或极是一致的第二步由第一步给定的电压久鼙按产生最人力矩的方向施加给电机次,也就是矢量或的方向第三步通过向电流控制器给出的’值为电角度,U转子再}久}:}置为电角厦如宋这一操作中转子开始转动,这就说明住第步的操作中转子移位了定义实际转子位置与d轴的夹角为(=一),以Y坐标表示的电机方程如::上式中R为电枢电阻,,为电枢电感,为永磁体的磁链,P是微分算子(=d),pO’=以上公式右边的第二项义可以表示为:cos():cosAO(n)v,(n)Ri,(n)L}()sin(,):sin(,)~{)R,(n)L}式中I是采样点,是采样时间这样,转子的估算角可以表示如F:(门)=(n)tan一{sinA(,,)cosA(,,))图(a)和(b)所示为转子实际位置与由()估算出的转子位置OMe的比较图(a)是转子转动时的结果,图(b)表示转子处于电角度静l卜状态的结果从图(b)中可以看出,由公式()算出的转子位置角度的精确度大约在O电角度之间因此,如果II电角度,由第一步得出的电压矢量船电技术年第期值认为是最佳电压欠量可以施加给电机用于估算转子的初始位置另一方面如果ll电角度,按照以F公式减小调制系数=一()然后重复执行第一和第二步T次数(a)转子位移时转予的位置ooOOOOoooT次数(b)转予静止时转的位冒试验结果系统配置图所示为实验室测试的试验系统被试电机为表面式磁路结构永磁同步电机,额定功率瓦,额定电流安,极数为极试验中使用了高性能的DSP(数字信号处理器),用LEM传感器(CT一T)来检测电机电流,并通过一个I位的(AD)模数转换器转换为数字信号实际转子位置是一个I定在转轴上的编码器(RE)来检测的,每旋转一周编码器计算次,变频器直流电压输入伪V图试验系统图试验控制原理图最佳电压矢量的判定得到的最佳电压欠量的调制系数是,输出时间是,US初始转子位置的估算结果图表示估算的结果在~U电角度范围内按电角度的间隔进行估算,估算误差的平均值为电角度,最人的误差是电角度在估算过程当中,转子是不动的,在内就可以得出结果小结我们已经得到了估算无位置传感器永磁同步电机初始转子位置的一个行之有效的方法这个方法基于磁路饱和而引起电机的电流响应根据试验结果估算平均值的误着在电角度之间在估算过程中,电机被施加以最佳电压,人量时,转子是静【}:不动的此方法的另一个特征是无需过多的附加设备,并且不会冈设置错误或是电机参数的变化而受影响(孙筱琴,黄海编译)

用户评价(0)

关闭

新课改视野下建构高中语文教学实验成果报告(32KB)

抱歉,积分不足下载失败,请稍后再试!

提示

试读已结束,如需要继续阅读或者下载,敬请购买!

文档小程序码

使用微信“扫一扫”扫码寻找文档

1

打开微信

2

扫描小程序码

3

发布寻找信息

4

等待寻找结果

我知道了
评分:

/11

表面式磁路结构永磁同步电机初始转子位置的估算

VIP

在线
客服

免费
邮箱

爱问共享资料服务号

扫描关注领取更多福利