2018年《交流电机无位置传感器专题文章》分享

13298196910 · 发表于 2018-7-7 21:12

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转载几篇交流电机为无位置传感器控制的最新文献，转自《电工技术学报》————

流电机的无传感器控制技术已取得了较好进展。但对于性能要求较高的应用场合，交流电机的无传感器技术有待于进一步完善；对于一些新型的交流电机，无传感器技术的一些新方法有待进一步研究。《电工技术学报》2018年第12期特邀南京航空航天大学周波教授作为特约主编，组织刊登“交流电机的无传感器控制技术”专题，专题刊登8篇论文，我们将陆续整理发布，以飨读者。

特约主编寄语

交流电机系统的控制与运行需要转速或者位置信息，传统获取转子位置信息的方法是采用电子式或机电式位置传感器直接测量，如光电编码器、霍尔效应器件、旋转变压器等。然而，这些传感器的应用给交流电机系统带来许多问题：高精度、高响应的速度和位置传感器的成本较高；一些传感器在安装时可能出现同心度问题，与实际转子位置出现偏差；传感器的使用增加了系统的控制接口和接线，降低了系统的可靠性；光电编码器、霍尔效应器件易受环境影响，在恶劣环境中性能不稳定；传感器增加了电机系统的成本；另外，有些电机系统由于空间有限，没有安装传感器的余地。由于速度或者位置传感器存在上述诸多缺点，交流电机的无速度传感器或者无位置传感器（以下统称无传感器）技术，即基于电信号的转速或者转子位置检测技术应运而生。

从20世纪90年代以来，交流电机的无传感器技术一直是交流电机及其控制领域的一个重要研究热点。针对不同交流电机类型或者交流电机的不同控制方式提出了许多无传感器控制方法。目前交流电机的无传感器控制技术已取得了较好进展，并且部分类型的交流电机无传感器技术得到了较好的应用。但对于性能要求较高的应用场合，交流电机的无传感器技术有待于进一步完善；另外，对于一些新型的交流电机，无传感器技术的一些新方法有待进一步研究。

本专题根据目前国内的研究现状，结合国外的研究热点，优选了8篇论文，4篇针对永磁同步电机，其中1篇为综述性论文；其余4篇分别针对感应电机、永磁直线同步电机、三级式同步电机与开关磁阻电机。这些论文介绍了交流电机无传感器技术的研究及其应用情况，以进一步推动无传感器技术的发展。

论文《基于高频信号注入的永磁同步电机无传感器控制技术综述》对高频电压信号注入法进行调研和整理归纳，将这些方法总结为传统的高频正弦波注入法、改进的高频正弦波注入法和高频非正弦波注入法三类，介绍了每类方法中的典型实施方案，指出各个方案的优缺点，并对三类方法的异同点进行分析比较，最后对基于高频信号注入的永磁同步电机无传感器控制技术的发展趋势进行了展望。

论文《真空干泵用屏蔽电机无速度传感器带速重投控制系统》针对真空干泵用屏蔽电机带速重投的工程问题，将带速重投过程分为预重投和重投两个阶段，提出扇区内平均转速估算法以及定子坐标系修正法，设计了适用于真空干泵用屏蔽电机的无速度传感器带速重投系统。

论文《基于双dq空间的永磁同步电机无位置传感器起动策略》针对电流频率比控制切换到基于磁链观测器的算法比较复杂、切换瞬间容易引起电流短时高频振荡等问题，提出一种基于双dq空间的永磁同步电机无位置传感器起动策略，实现电流频率比控制向磁链估计法的无缝切换。

论文《基于低阶串行双扩展卡尔曼滤波的永磁直线同步电机无速度传感器控制策略》以三相永磁直线同步电机为研究对象，通过推导包含转速变量的三阶系统状态方程，实现基于EKF算法的动子速度估计，并提出一种低阶串行双扩展卡尔曼滤波算法，以提高状态估计精度。

论文《考虑非观测区补偿的永磁同步电机单电阻采样重构》针对无传感器矢量控制，提出一种基于单电阻电流重构技术的SVPWM补偿控制的方法，该方法通过分析直流母线电流与三相交流电流的关系，并通过对非观测区进行补偿，实现全区域三相交流电流的重构与检测。

论文《三级式同步电机低速阶段无位置传感器起动控制高频信号注入法的对比》针对航空三级式同步电机的主发电机注入高频信号引入的转矩波动、信息提取困难、易受扰动等问题，根据电机结构特点，提出一种适用于低速起动阶段基于间接高频注入法的无位置传感器控制方法。

论文《基于无相移同步旋转滤波结构的绕组开放式发电系统无位置传感器控制》为实现绕组开放式永磁同步电机系统的无位置运行，提出一种基于无相移同步旋转滤波器法。通过对系统的电压电流关系分析，构建了基于绕组开放式发电系统简化数学模型的滑模观测器。

论文《考虑饱和电感特性的开关磁阻电机的无位置传感器控制方法》针对重载运行下因饱和电感随电流变化而导致速度和位置估算不准确的问题，提出一种基于6个电感特殊位置点的开关磁阻电机转子位置估算方法，通过非导通相注入电压脉冲及导通相电流获取实时在线计算全周期增量电感信息并获得电感曲线，进而通过相邻两相电感大小判断输出交点位置角度，由电感交点位置估算任意时刻电机转速及位置。

专题稿件均来自国内电机及其控制领域的知名高校。承蒙各位作者、审稿专家和电工技术学报编辑部等方面的大力支持，本专题得以顺利完成。专题论文适合于交流电机及其控制领域的研究者阅读。由于本专题的容量限制，只介绍了国内部分交流电机无传感器技术的研究结果和代表性工作，无法全面体现交流电机无传感器技术的所有最新进展和发展动向，敬请谅解。

本专题的顺利完成离不开各位同行、审稿专家以及电工技术学报编委会和编辑部的工作。从审稿专家到评审意见汇总，以及最后的定稿、修改和出版，编辑部始终认真负责。本专题论文的出版期望能对广大研究人员有所启发和帮助。最后，衷心地感谢各位作者、审稿专家和编辑部的辛勤工作。

基于低阶串行双扩展卡尔曼滤波的永磁直线同步电机无速度传感器控制策略.pdf (616.25 KB, 下载次数: 2)

基于负载转矩滑模观测的永磁同步电机滑模控制_张晓光.pdf (837.67 KB, 下载次数: 9)

基于高频信号注入的永磁同步电机无传感器控制技术综述.pdf (324.1 KB, 下载次数: 8)

基于双dq空间的永磁同步电机无位置传感器起动策略.pdf (397.17 KB, 下载次数: 9)

基于无相移同步旋转滤波结构的绕组开放式发电系统无位置传感器控制.pdf (513.69 KB, 下载次数: 2)

考虑饱和电感特性的开关磁阻电机的无位置传感器控制方法.pdf (529.03 KB, 下载次数: 2)

考虑非观测区补偿的永磁同步电机单电阻采样重构.pdf (565.6 KB, 下载次数: 6)