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牵引电动机无速度传感器带速重投解决方案

西南交通大学学报 2012年第5期47卷 820-825,831页

作者：熊成林冯晓云宋文胜西南交通大学电气工程学院四川成都610031

为了解决无速度传感器交流牵引传动系统带速重投问题,在分析列车运行状态及牵引电机带速重投问题产生原因的基础上,提出了在列车正常运行中利用再生发电状态取代惰行工况的解决方案,并利用Matlab/Simulink仿真验证了该方法的有效性.以... 详细信息

为了解决无速度传感器交流牵引传动系统带速重投问题,在分析列车运行状态及牵引电机带速重投问题产生原因的基础上,提出了在列车正常运行中利用再生发电状态取代惰行工况的解决方案,并利用Matlab/Simulink仿真验证了该方法的有效性.以动车组CRH3和电力机车HXD3的参数为例,计算了该方案对列车速度和运行时分的影响.研究结果表明,相对于惰行过电分相,该方法对速度大于200 km/h的动车组造成的速度损失和时间损失均小于2%;对速度大于60 km/h的重载货运列车造成的速度损失和时间损失均小于7%.

关键词：无速度传感器惰行工况再生工况带速重投

基于积分滑模的感应电机无速度传感器带速重投控制策略

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电工技术学报 2018年第24期33卷 5700-5710页

作者：苟立峰王琛琛游小杰周明磊北京交通大学电气工程学院北京100044

轨道交通车辆在过分相或无电区过程中将逆变器脉冲封锁,车辆进入惰行工况,惰行结束后再次起动逆变器进行牵引电机的带速重投。在采用无速度传感器控制时,由于重投时刻电机的实际速度未知,带速重投成为需要解决的关键问题。本文提出一种... 详细信息

轨道交通车辆在过分相或无电区过程中将逆变器脉冲封锁,车辆进入惰行工况,惰行结束后再次起动逆变器进行牵引电机的带速重投。在采用无速度传感器控制时,由于重投时刻电机的实际速度未知,带速重投成为需要解决的关键问题。本文提出一种基于积分滑模的感应电机无速度传感器带速重投控制策略。建立基于转子反电动势的非线性系统模型,设计积分滑模控制策略,准确估算电机在重投时的初始转速,并采用合理的切换函数减小系统抖振。理论分析积分滑模控制的稳定性和对电机转子时间常数的鲁棒性。仿真和实验验证了该方法的有效性,并和原有的输入输出线性化方法进行对比,仿真和实验结果表明该方法在带速重投过程中具有更好的动态性能和良好的鲁棒性。

关键词：感应电机无速度传感器控制带速重投积分滑模

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永磁同步电机无位置传感器带速重投研究

电工技术学报 2016年第A2期31卷 255-261页

作者：郭希铮刘帅宋玉美北京交通大学电气工程学院北京100044

带速重投是轨道牵引永磁同步电机无位置传感器控制系统的关键技术。当永磁同步电机运行在一定转速下,通过将三相逆变器所有下桥臂短路,根据短路电流可以获取电机的转速及转子位置信息。在此基础上,提出了一种带速重投时短路时间的选取方... 详细信息

带速重投是轨道牵引永磁同步电机无位置传感器控制系统的关键技术。当永磁同步电机运行在一定转速下,通过将三相逆变器所有下桥臂短路,根据短路电流可以获取电机的转速及转子位置信息。在此基础上,提出了一种带速重投时短路时间的选取方法,提高了电机在不同转速下转子位置估算的准确性,并分析了忽略电机电阻压降计算短路时交直轴电流响应对估计结果准确性的影响,实验结果验证了上述方法的有效性。

关键词：永磁同步电机带速重投短路电流转子位置估计估计误差分析

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感应电机无速度传感器控制带速重投方法研究

电气工程学报 2022年第3期17卷 130-137页

作者：尹少博中国航天科工飞航技术研究院北京100143

在一些特殊应用场合,在电力中断后旋转感应电机需要采取快速平滑重投方法继续投入运行。采用无速度传感器控制下带速重投时刻需要获取电机初始速度从而完成带速重投过程。为此,引入单电流闭环直流注入法快速获取感应电机的初始转速。分... 详细信息

在一些特殊应用场合,在电力中断后旋转感应电机需要采取快速平滑重投方法继续投入运行。采用无速度传感器控制下带速重投时刻需要获取电机初始速度从而完成带速重投过程。为此,引入单电流闭环直流注入法快速获取感应电机的初始转速。分析了短时电力中断情况下旋转电机特性,建立了单电流闭环直流注入下旋转电机数学模型,分析了测量反馈电流频率估算电机转速的方法;同时研究了从单电流闭环直流注入切换到全阶转速估算的模式切换策略。最后,通过搭建仿真模型进行验证,仿真结果验证了基于单电流闭环直流注入带速重投方法的可行性。

关键词：感应电机带速重投全阶转速估算直流注入

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新型永磁同步电机无位置传感器带速重投策略

电源学报 2024年

作者：苑国锋刘汀宇胡骢李春宇郑春雨北方工业大学变频技术北京市工程研究中心北京精密机电控制设备研究所航天伺服驱动与传动技术实验室北京科技大学自动化学院

带速重投是无位置传感器永磁同步电机（PMSM）牵引电传动系统中的关键技术之一，常用方法是通过触发零电压矢量脉冲对电机进行短路实现基速以下的带速重投。本文针对准确选择短路时间和短路时间间隔参数问题，提出了一种不同转速下参数... 详细信息

带速重投是无位置传感器永磁同步电机（PMSM）牵引电传动系统中的关键技术之一，常用方法是通过触发零电压矢量脉冲对电机进行短路实现基速以下的带速重投。本文针对准确选择短路时间和短路时间间隔参数问题，提出了一种不同转速下参数自适应调整的带速重投方法。该方法在电机惰行工况下，通过引入测试零电压矢量脉冲估算惰行电机的大致转速，根据上述转速自适应调整短路时间和短路时间间隔参数，解决了传统固定参数方法无法同时兼顾逆变器过流和转子位置估计精度的矛盾，显著提高了重投时转子位置估计的准确性。对上述方法进行了仿真和实验验证，结果表明本方法的正确性和有效性。

关键词：永磁同步电机无位置传感器控制带速重投短路电流法

地铁牵引系统无速度传感器带速重投控制策略研究

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铁道机车车辆 2023年第5期43卷 1-10页

作者：赵雷廷刘衎李瑮冉王永翔动车组和机车牵引与控制国家重点实验室北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京100081 北京纵横机电科技有限公司北京100094

文章研究了适用于地铁牵引系统的异步电机无速度传感器矢量控制方法,在闭环全阶转子磁链观测器基础上推导出转速自适应辨识算法,重点针对无速度传感器控制技术在工程实践应用中的难题—带速重投,提出了一种直流脉冲注入结合磁链锁相环... 详细信息

文章研究了适用于地铁牵引系统的异步电机无速度传感器矢量控制方法,在闭环全阶转子磁链观测器基础上推导出转速自适应辨识算法,重点针对无速度传感器控制技术在工程实践应用中的难题—带速重投,提出了一种直流脉冲注入结合磁链锁相环以及零转矩修正的两段式带速重投策略。最后通过硬件在环仿真测试以及地面对拖试验证明该无速度传感器控制系统具有良好的动静态性能,并且可以在较小电流、转矩冲击下快速地完成带速重投过程。

关键词：无速度传感器控制带速重投磁链锁相环硬件在环

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适用于高速永磁同步电机的带速重投策略

电力电子技术 2021年第6期55卷 19-21页

作者：赵赫黄科元周佳新雷洲湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082

为提高永磁同步电机(PMSM)高速运行时转子速度和转子位置辨识精度,减小重投时电流冲击,此处提出了一种改进短路电流法。该方法在电机惰性运行工况下,逆变器下桥臂注入3次零电压矢量,合理设置注入脉冲间隔,采样电机三相定子电流。根据两... 详细信息

为提高永磁同步电机(PMSM)高速运行时转子速度和转子位置辨识精度,减小重投时电流冲击,此处提出了一种改进短路电流法。该方法在电机惰性运行工况下,逆变器下桥臂注入3次零电压矢量,合理设置注入脉冲间隔,采样电机三相定子电流。根据两次短路电流矢量相角变化,推测第3次短路电流矢量相角的所有可能,将测量所得到的第3次短路电流矢量相角与推测结果对比,获得电流矢量在第2,3次零电压矢量间隔期间的真实旋转角度和旋转方向,计算得到电机转速和转子位置。最后,在4.8 kW PMSM实验平台进行实验,实验结果验证了该方法的有效性。

关键词：永磁同步电机带速重投短路电流法

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永磁同步电机无速度传感器及带速重投控制

电力电子技术 2021年第2期55卷 15-17页

作者：吴伟亮杨合民简优宗杨海英南瑞集团(国网电力科学研究院)有限公司江苏南京211106 国电南瑞科技股份有限公司江苏南京211106

永磁同步电机(PMSM)具有功率和转矩密度高等特点,已广泛应用于大功率、重负载等变频驱动领域,其中无速度传感器矢量控制和带速重投控制技术为重要部分。为此介绍一种基于反电动势锁相环控制的转子位置和转速估算方法及定子电压前馈控制... 详细信息

永磁同步电机(PMSM)具有功率和转矩密度高等特点,已广泛应用于大功率、重负载等变频驱动领域,其中无速度传感器矢量控制和带速重投控制技术为重要部分。为此介绍一种基于反电动势锁相环控制的转子位置和转速估算方法及定子电压前馈控制策略,实现了PMSM无速度传感器矢量控制及带速重投控制。实验结果验证了该估算方法和控制策略的正确性和有效性,为PMSM的传动应用领域提供技术保障。

关键词：永磁同步电机无速度传感器带速重投

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适用于高速永磁同步电机的带速重投方法研究

适用于高速永磁同步电机的带速重投方法研究

作者：赵赫湖南大学

学位级别：硕士

永磁同步电机凭借其功率密度大、能效比高的优势,在风机、压缩机、泵类、飞轮储能、高速离心机等领域大量应用。永磁同步电机控制系统采用位置传感器获得电机转子位置和转子速度,实现电机矢量控制。然而使用位置传感器增大了系统体积和... 详细信息

永磁同步电机凭借其功率密度大、能效比高的优势,在风机、压缩机、泵类、飞轮储能、高速离心机等领域大量应用。永磁同步电机控制系统采用位置传感器获得电机转子位置和转子速度,实现电机矢量控制。然而使用位置传感器增大了系统体积和复杂度,且其价格昂贵,可靠性低,不能满足工业上特定工况下高可靠性的要求,推动了无位置传感器控制技术蓬勃发展。带速重投是永磁同步电机无传控制的难点之一,首先需要使用带速重投方法观测出惰行工况下的电机转子速度和转子位置,在此基础上利用无传控制方法将电机启动。因此本文对永磁同步电机无传控制的带速重投方法开展了深入研究,主要研究内容如下:本文提出了一种适用于高速永磁同步电机带速重投的三次短路电流法。通过三次给定零电压矢量,延长了零电压矢量时间间隔。根据前两次短路电流矢量相角变化,推测出第三次短路电流矢量相角的所有可能,将测量得到的第三次短路电流矢量相角与推测结果对比,获得电流矢量在第二第三次零电压矢量间隔期间的真实旋转角度和旋转方向,计算得到电机转速和转子位置。与两次短路电流法相比,解决了零电压矢量间隔时间过短导致的观测精度低,无法应用于高速永磁同步电机的问题。仿真结果表明,该方法可用于高速永磁同步电机的带速重投。本文在开环V/f控制的基础上,提出了可用于惰行启动的V/f控制方法。首先分析了开环V/f控制永磁同步电机小信号模型,得出由于永磁同步电机转子无阻尼导致V/f控制高速失稳。针对这一问题,本方法使用滑模观测器实时观测转子位置,动态补偿定子电压频率,增大系统阻尼。同时,结合表贴式永磁同步电机i=0控制方法,利用无功功率提取d轴电流,实现了对电压幅值的动态调节。该方法提高了V/f控制的动态性能和控制稳定性,解决了无位置传感器矢量控制在无电流情况下无法观测出转子位置,导致重投瞬间观测器不收敛,不适用于惰行启动的问题。仿真结果表明,该方法结合三次短路电流法可以实现带速重投。本文搭建了永磁同步电机带速重投实验平台,并对文章提出的三次短路电流法和带稳定环的V/f控制方法进行了实验,实验结果表明,本文提出的三次短路电流法观测的转子位置和转速精度比两次短路电流法高,结合带稳定环的V/f启动方法可以实现永磁同步电机的带速重投。

关键词：永磁同步电机带速重投无位置传感器控制短路电流法 V/f控制