CN103647492B - 一种无刷直流电机定子磁链的辨识方法 - Google Patents

一种无刷直流电机定子磁链的辨识方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103647492B
CN103647492B CN201310245243.7A CN201310245243A CN103647492B CN 103647492 B CN103647492 B CN 103647492B CN 201310245243 A CN201310245243 A CN 201310245243A CN 103647492 B CN103647492 B CN 103647492B
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
voltage
stator magnetic
magnetic linkage
motor
Prior art date
Application number
CN201310245243.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103647492A (zh
Inventor
张懿
魏海峰
冯友兵
李泰�
Original Assignee
江苏科技大学
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 江苏科技大学 filed Critical 江苏科技大学
Priority to CN201310245243.7A priority Critical patent/CN103647492B/zh
Publication of CN103647492A publication Critical patent/CN103647492A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103647492B publication Critical patent/CN103647492B/zh

Links

Abstract

本发明公布了一种无刷直流电机定子磁链的辨识方法,所述方法如下:将无刷直流电机中性点接地,使中性点电压钳位为0;通过三相全桥逆变器正常导通期间和换相期间功率管及续流二极管的通断状态,确定无刷直流电机端电压,三相端电压与中性点电压相减得到三相相电压;采用电流传感器检测得到三相相电流,根据定子磁链的电压模型计算得到三相定子磁链;通过CLARK变换,将三相定子磁链通过高通滤波器滤波;将高通滤波器滤波后的三相定子磁链进行矢量合成,得到无刷直流电机定子磁链。本发明所需的电机参数少,结构简单,计算量小,硬件成本低。

Description

一种无刷直流电机定子磁链的辨识方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种无刷直流电机,尤其涉及一种无刷直流电机定子磁链的辨识方 法。
背景技术
[0002] 无刷直流电机具有结构简单、功率密度高、控制简单等诸多优点。近年来,无刷直 流电机在高性能调速系统和伺服控制系统等工业领域中得到了日益广泛的应用。
[0003] 无刷直流电机直接转矩控制中,定子磁链的辨识对于电机的稳定运行具有重要的 影响。若定子磁链辨识不准,将导致无刷直流电机气隙磁场饱和、定子电流波形畸变、转矩 输出异常,严重时会使无刷直流电机不能正常运行。目前,公知的现有技术是预先假设无刷 直流电机的三相反电势为理想梯形反电势,通过对理想反电势的直接积分得到定子磁链。 因此,现有技术的辨识效果与实际值差别较大,电机控制性能难以满足要求。因此,如何准 确辨识定子磁链,是现有技术有待解决的问题。
发明内容
[0004] 本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷提出一种无刷直流电机定 子磁链的辨识方法。
[0005] 本发明一种无刷直流电机定子磁链的辨识方法,包括如下步骤:
[0006] 步骤1 :将无刷直流电机中性点接地;
[0007] 步骤2 :确定无刷直流电机A、B、C三相端电压和相电压;
[0008] 步骤3 :计算无刷直流电机A、B、C三相定子磁链;
[0009] 步骤4 :将计算得到的A、B、C三相定子磁链通过高通滤波器滤波;
[0010] 步骤5 :将高通滤波后的A、B、C三相定子磁链进行矢量合成,得到无刷直流电机定 子磁链。
[0011] 步骤2所述的确定无刷直流电机端电压的方法是:
[0012] 无刷直流电机端电压的确定,分为三相全桥逆变器正常导通期间和换相期间两种 情况分别考虑,三相全桥逆变器正常导通期间和换相期间通过检测关断相电流是否为〇判 断:当关断相电流为0,则表明三相全桥逆变器处于正常导通期间;当关断相电流不为0,则 表明三相全桥逆变器处于换相期间;
[0013] 三相全桥逆变器正常导通期间,开通两相端电压通过功率管的状态确定:若所在 相的上桥臂功率管开通,则该所在相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为正;若所 在相的下桥臂功率管开通,则该所在相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为负;由 于正常导通期间关断相无电流流过,且无刷直流电机中性点N的电压为0,故关断相端电压 为该相反电势数值;
[0014] 三相全桥逆变器换相期间,开通两相端电压确定方法与三相全桥逆变器正常导通 期间的-相同;由于换相期间续流二极管开通,关断相端电压通过续流二极管的状态确定: 若所在相的上桥臂续流二极管开通,则该所在相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极 性为正,若所在相的下桥臂续流二极管开通,则该所在相端电压数值为直流电压源幅值的 1/2、极性为负。
[0015] 步骤2所述的确定无刷直流电机相电压的方法是:
[0016] 将上述端电压减去上述中性点N的电压,得到无刷直流电机相电压,由于上述中 性点N的电压为0,故相电压与上述端电压相同:A相相电压ua等于A相端电压,B相相电 压ub等于B相端电压,C相相电压u。等于C相端电压。
[0017] 本发明所需的电机参数少,结构简单,计算量小,硬件成本低。
附图说明
[0018] 图1为一种无刷直流电机定子磁链的辨识方法流程图。
具体实施方式
[0019] 结合图1叙述本发明的一种无刷直流电机定子磁链的辨识方法,包括下列步骤:
[0020] 步骤1 :将无刷直流电机中性点接地
[0021] 将无刷直流电机中性点接地,则中性点的电压钳位为0。
[0022] 步骤2 :确定无刷直流电机A、B、C三相端电压和相电压
[0023] 无刷直流电机端电压的确定,可分三相全桥逆变器正常导通期间和换相期间两种 情况分别考虑,三相全桥逆变器正常导通期间和换相期间通过检测关断相电流是否为〇判 断:当关断相电流为〇,则表明三相全桥逆变器处于正常导通期间;当关断相电流不为〇,则 表明三相全桥逆变器处于换相期间;
[0024] 三相全桥逆变器正常导通期间,开通两相端电压通过功率管的状态确定:若所在 相的上桥臂功率管开通,则该所在相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为正,若所 在相的下桥臂功率管开通,则该所在相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为负;由 于正常导通期间关断相无电流流过,且无刷直流电机中性点N的电压为0,故关断相端电压 为该相反电势数值;
[0025] 三相全桥逆变器换相期间,开通两相端电压确定方法与三相全桥逆变器正常导通 期间的相同;由于换相期间续流二极管开通,关断相端电压通过续流二极管的状态确定: 若所在相的上桥臂续流二极管开通,则该所在相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极 性为正,若所在相的下桥臂续流二极管开通,则该所在相端电压数值为直流电压源幅值的 1/2、极性为负;
[0026] 将上述端电压减去上述中性点N的电压,得到无刷直流电机相电压,由于上述中 性点N的电压为0,故相电压与上述端电压相同:A相相电压ua等于A相端电压,B相相电 压ub等于B相端电压,C相相电压u。等于C相端电压。
[0027] 步骤3 :计算无刷直流电机A、B、C三相定子磁链
[0028] 采用上述无刷直流电机A、B、C三相相电压ua、ub、u。以及通过电流传感器检测得 到的A、B、C三相相电流ia、ib、i。,根据定子磁链的电压模型,计算得到A、B、C三相定子磁 链:
[0029]
Figure CN103647492BD00051
[0030] Ra、Rb、R。分别为无刷直流电机A、B、C三相的相电阻。
[0031] 步骤4 :将计算得到的A、B、C三相定子磁链通过高通滤波器滤波
[0032] 为消除纯积分算法引起的直流漂移,对计算得到的A、B、C三相定子磁链!iK、 也C尚通滤波:
[0033]
Figure CN103647492BD00052
[0034] 为截止频率,s为拉氏变换算子。
[0035] 步骤5 :将高通滤波后的A、B、C三相定子磁链进行矢量合成,得到无刷直流电机定 子磁链
[0036] 采用CLARK变换,将高通滤波后的A、B、C三相定子磁链惠秦與在a- 0坐 标系下矢量合成,得到无刷直流电机定子磁链:
[0037]
Figure CN103647492BD00053

Claims (3)

1. 一种无刷直流电机定子磁链的辨识方法,其特征在于包括如下步骤: 步骤1:将无刷直流电机中性点接地; 步骤2 :确定无刷直流电机A、B、C三相端电压和相电压; 步骤3 :计算无刷直流电机A、B、C三相定子磁链; 步骤4 :将计算得到的A、B、C三相定子磁链通过高通滤波器滤波; 步骤5 :将高通滤波后的A、B、C三相定子磁链进行矢量合成,得到无刷直流电机定子磁 链。
2. 根据权利要求1所述的无刷直流电机定子磁链的辨识方法,其特征在于步骤2所述 的确定无刷直流电机端电压的方法是: 无刷直流电机端电压的确定,分为三相全桥逆变器正常导通期间和换相期间两种情况 分别考虑,三相全桥逆变器正常导通期间和换相期间通过检测关断相电流是否为〇判断: 当关断相电流为〇,则表明三相全桥逆变器处于正常导通期间;当关断相电流不为〇,则表 明三相全桥逆变器处于换相期间; 三相全桥逆变器正常导通期间,开通两相端电压通过功率管的状态确定:若所在相的 上桥臂功率管开通,则该所在相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为正;若所在相 的下桥臂功率管开通,则该所在相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为负;由于正 常导通期间关断相无电流流过,且无刷直流电机中性点N的电压为0,故关断相端电压为该 相反电势数值; 三相全桥逆变器换相期间,开通两相端电压通过功率管的状态确定:若所在相的上桥 臂功率管开通,则该所在相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为正;若所在相的下 桥臂功率管开通,则该所在相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为负;由于换相期 间续流二极管开通,关断相端电压通过续流二极管的状态确定:若所在相的上桥臂续流二 极管开通,则该所在相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为正,若所在相的下桥臂 续流二极管开通,则该所在相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为负。
3. 根据权利要求2所述的无刷直流电机定子磁链的辨识方法,其特征在于步骤2所述 的确定无刷直流电机相电压的方法是: 将上述端电压减去上述中性点N的电压,得到无刷直流电机相电压,由于上述中性点N 的电压为〇,故相电压与上述端电压相同:A相相电压Ua等于A相端电压,B相相电压u ,等 于B相端电压,C相相电压u。等于C相端电压。
CN201310245243.7A 2013-06-19 2013-06-19 一种无刷直流电机定子磁链的辨识方法 CN103647492B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310245243.7A CN103647492B (zh) 2013-06-19 2013-06-19 一种无刷直流电机定子磁链的辨识方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310245243.7A CN103647492B (zh) 2013-06-19 2013-06-19 一种无刷直流电机定子磁链的辨识方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103647492A CN103647492A (zh) 2014-03-19
CN103647492B true CN103647492B (zh) 2015-10-28

Family

ID=50252669

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310245243.7A CN103647492B (zh) 2013-06-19 2013-06-19 一种无刷直流电机定子磁链的辨识方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103647492B (zh)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105245153A (zh) * 2015-10-08 2016-01-13 江苏科技大学 一种加快永磁同步电机起动过程的定子磁链给定方法
CN105375837A (zh) * 2015-11-23 2016-03-02 江苏科技大学 船用大功率无刷直流电机装置的换相过程控制装置及方法
CN105515471B (zh) * 2015-12-02 2018-10-12 海安县申菱电器制造有限公司 一种永磁同步电机转子位置的检测装置及检测方法
CN105406789B (zh) * 2015-12-02 2018-10-19 南通联源机电科技股份有限公司 一种永磁同步电机电磁转矩的检测装置及检测方法
CN105391350A (zh) * 2015-12-02 2016-03-09 江苏科技大学 一种永磁同步电机相反电势的检测装置及检测方法
CN105406777B (zh) * 2015-12-02 2018-09-11 天津林元机械设备有限公司 一种永磁同步电机定子磁链的检测装置及检测方法
CN108599637A (zh) * 2015-12-02 2018-09-28 长泰县爱菲社机械科技有限公司 一种永磁同步电机转子位置的辨识方法
CN105471335B (zh) * 2015-12-02 2018-07-27 胜利油田顺天节能技术有限公司 一种永磁同步电机定子磁链的辨识方法
CN105406787A (zh) * 2015-12-02 2016-03-16 江苏科技大学 一种永磁同步电机功角的辨识方法
CN105429520B (zh) * 2015-12-02 2018-07-20 葛氏控股有限公司 一种永磁同步电机转速的辨识方法
CN105406776B (zh) * 2015-12-02 2018-10-12 扬州大劲电机制造有限公司 一种永磁同步电机转速的检测装置及检测方法
CN105406774B (zh) * 2015-12-02 2018-09-07 天津林元机械设备有限公司 一种永磁同步电机功角的检测装置及检测方法
CN105429519B (zh) * 2015-12-02 2018-10-19 南通联源机电科技股份有限公司 一种永磁同步电机永磁磁链的检测装置及检测方法
CN108599653B (zh) * 2015-12-02 2020-06-19 广州开元电子科技有限公司 一种永磁同步电机永磁磁链的辨识方法
CN105375829A (zh) * 2015-12-02 2016-03-02 江苏科技大学 一种永磁同步电机相反电势的辨识方法
CN105406775A (zh) * 2015-12-02 2016-03-16 江苏科技大学 一种永磁同步电机电磁转矩的辨识方法
CN105717453B (zh) * 2016-03-25 2018-10-23 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 一种电机磁链的检测方法及电机故障的检测方法
CN108512466A (zh) * 2018-04-28 2018-09-07 南京航空航天大学 无刷直流电机位置检测方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5525886A (en) * 1994-06-23 1996-06-11 General Electric Company Low speed position estimator for switched reluctance machine using flux/current model
CN102780444A (zh) * 2012-08-06 2012-11-14 无锡艾柯威科技有限公司 一种电机定子磁链估算方法
CN102820845A (zh) * 2012-08-10 2012-12-12 深圳市汇川技术股份有限公司 基于电流模型的异步机磁通估计系统及方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5525886A (en) * 1994-06-23 1996-06-11 General Electric Company Low speed position estimator for switched reluctance machine using flux/current model
CN102780444A (zh) * 2012-08-06 2012-11-14 无锡艾柯威科技有限公司 一种电机定子磁链估算方法
CN102820845A (zh) * 2012-08-10 2012-12-12 深圳市汇川技术股份有限公司 基于电流模型的异步机磁通估计系统及方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
无刷直流电动机的反电动势换相及起动方法的研究;王思远;《中国优秀硕士论文电子期刊网》;20070415;第32-41页 *
计及中性点电压的无刷直流电机无位置传感器控制;王华斌等;《电工技术学报》;20090731(第7期);第46-51页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103647492A (zh) 2014-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103117703B (zh) 一种永磁同步电机无传感器控制方法及其控制装置
US9013137B2 (en) Apparatus for calculating rotational position of rotary machine
USRE42200E1 (en) Fault handling of inverter driven PM motor drives
CN103269198B (zh) 一种基于编码器自动调零的永磁同步电机控制方法及系统
EP1526635B1 (en) Position-of-magnetic-pole detection device and method
US7064514B2 (en) Motor drive system for AC motors
US9294019B2 (en) Method and apparatus for controlling power converter with inverter output filter
CN100382427C (zh) 能够准确地估计永磁电机的去磁的电机驱动设备
EP2779415A2 (en) Motor control system to compensate for torque ripple
US9124209B2 (en) Method and apparatus for controlling power converter with inverter output filter
JP3752247B2 (ja) 高周波数インピーダンス追跡型センサーレス・アルゴリズムのための振幅検出方法及び装置
US7145310B2 (en) Method and system for controlling permanent magnet synchronous motor
CN1190004C (zh) 同步电动机控制装置和同步电动机控制方法
JP5420006B2 (ja) 同期機制御装置
US10309807B2 (en) Resolver calibration for permanent magnet synchronous motor
US9577560B2 (en) Synchronous machine control device
US9112436B2 (en) System for controlling controlled variable of rotary machine
DE60036192T2 (de) Synchronmotor-Steuervorrichtung und Fahrzeug mit der Steuervorrichtung
JP2004135494A (ja) Acマシンのためのセンサーレス位置制御アルゴリズム
JP2009011028A (ja) モータ駆動システム
CN103675589B (zh) 开关磁阻电机功率变换器短路故障母线电流诊断方法
AU2013338545B2 (en) Switched reluctance initial rotor position estimation
JP2006081327A (ja) インバータの故障検出装置
US8188695B2 (en) Motor control device and drive device for hybrid vehicle
Alvarez-Gonzalez et al. Real-time hardware-in-the-loop simulation of permanent-magnet synchronous motor drives under stator faults

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20160705

Address after: 226681, No. 1, Sha Lou Road, Sha Gang Town, Haian, Jiangsu, Nantong

Patentee after: Nantong Huaan Overcritical Extraction Co., Ltd.

Address before: 212003 Zhenjiang City, Jiangsu province dream Creek Road, No. 2

Patentee before: Jiangsu University of Science and Technology

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model