永磁同步電機(jī)無位置傳感器控制

目錄
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原著前言
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第1章概述
1.1引言
1.2永磁電機(jī)
1.2.1拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
1.2.2驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
1.3永磁無刷交流電機(jī)（永磁同步電機(jī)）驅(qū)動(dòng)的基本原理
1.3.1數(shù)學(xué)模型
1.3.2控制策略
1.4永磁無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的基本原理
1.4.1數(shù)學(xué)模型
1.4.2控制策略
1.5永磁無刷直流電機(jī)與永磁無刷交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的比較
1.5.1方波反電動(dòng)勢電機(jī)
1.5.2正弦波反電動(dòng)勢電機(jī)
1.6無位置傳感器控制技術(shù)及其應(yīng)用
1.6.1分類
1.6.2應(yīng)用
1.7本書范圍
參考文獻(xiàn)
第2章基于基波模型的無位置傳感器控制
2.1引言
2.2磁鏈法
2.2.1用于非凸極永磁同步電機(jī)的磁鏈法
2.2.2用于凸極永磁同步電機(jī)的有效磁鏈法
2.3反電動(dòng)勢法
2.3.1用于非凸極永磁同步電機(jī)的反電動(dòng)勢法
2.3.2用于凸極永磁同步電機(jī)的擴(kuò)展反電動(dòng)勢法
2.4方法比較
2.4.1反電動(dòng)勢法和磁鏈法
2.4.2擴(kuò)展反電動(dòng)勢法和有效磁鏈法
2.5位置觀測器
2.5.1反正切函數(shù)法
2.5.2鎖相環(huán)
2.5.3簡化擴(kuò)展卡爾曼濾波器
2.5.4仿真結(jié)果
2.6總結(jié)
參考文獻(xiàn)
第3章基于基波模型的無位置傳感器控制——常見問題與解決方案
3.1引言
3.2積分和濾波
3.2.1初值
3.2.2漂移
3.2.3延遲
3.3反電動(dòng)勢及電流諧波
3.3.1反電動(dòng)勢諧波的影響
3.3.2電流諧波的影響
3.4交叉飽和
3.4.1對位置估計(jì)的影響
3.4.2考慮交叉飽和的無位置傳感器控制
3.5參數(shù)不匹配
3.5.1對位置估計(jì)的影響
3.5.2參數(shù)不匹配下的位置校正方法
3.6參數(shù)不對稱
3.6.1不對稱數(shù)學(xué)建模
3.6.2對位置估計(jì)的影響
ⅩⅪ
ⅩⅫ
3.6.3諧波的抑制策略
3.7適用于低速位置估計(jì)的電壓和電流模型
3.7.1基于反電動(dòng)勢模型的無位置傳感器控制
3.7.2基于磁鏈的無位置傳感器控制
3.8總結(jié)
參考文獻(xiàn)
第4章基于凸極的無位置傳感器控制
4.1引言
4.2永磁電機(jī)高頻模型
4.2.1同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系
4.2.2估計(jì)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系
4.2.3靜止坐標(biāo)系
4.3基于估計(jì)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的高頻信號(hào)注入
4.3.1脈振正弦信號(hào)
4.3.2脈振方波信號(hào)
4.4基于靜止坐標(biāo)系的高頻信號(hào)注入
4.4.1旋轉(zhuǎn)正弦信號(hào)注入
4.4.2脈振正弦信號(hào)
4.4.3脈振方波信號(hào)
4.5位置觀測器
4.5.1基本結(jié)構(gòu)
4.5.2低通濾波器的影響
4.5.3誤差收斂分析
4.6其他方法
4.6.1瞬時(shí)電壓矢量注入法
4.6.2PWM激勵(lì)法
4.7總結(jié)
參考文獻(xiàn)
第5章基于凸極的無位置傳感器控制——常見問題與解決方案
5.1引言
5.2交叉飽和
5.2.1對位置估計(jì)的影響
5.2.2補(bǔ)償策略
5.3電機(jī)凸極特性和負(fù)載效應(yīng)
5.3.1電機(jī)凸極特性
5.3.2電機(jī)凸極圓
5.4多重凸極效應(yīng)
5.5參數(shù)不對稱
5.5.1基于電感不對稱的高頻模型
5.5.2電感不對稱導(dǎo)致的位置誤差抑制
5.5.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.6逆變器非線性效應(yīng)
5.6.1產(chǎn)生機(jī)理
5.6.2高頻電壓畸變
5.6.3高頻電流畸變
5.6.4補(bǔ)償策略
5.7信號(hào)處理延遲
5.8注入電壓幅值與頻率的選取
5.8.1A/D轉(zhuǎn)換量化誤差
5.8.2無位置傳感器控制安全工作區(qū)
5.8.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.8.4無位置傳感器控制效果
5.8.5偽隨機(jī)信號(hào)注入選取
5.9高低速切換策略
5.10總結(jié)
參考文獻(xiàn)
第6章基于零序電壓凸極追蹤的無位置傳感器控制
6.1引言
6.2旋轉(zhuǎn)正弦信號(hào)注入
6.2.1零序電壓模型
6.2.2信號(hào)解耦
6.3傳統(tǒng)脈振正弦信號(hào)注入
6.4反向旋轉(zhuǎn)脈振正弦信號(hào)注入
6.4.1反向旋轉(zhuǎn)信號(hào)注入
6.4.2信號(hào)解耦
6.4.3交叉飽和效應(yīng)
6.4.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果
6.5傳統(tǒng)脈振方波信號(hào)注入
6.6反向旋轉(zhuǎn)脈振方波信號(hào)注入
Ⅹ
ⅩⅩⅣ
6.6.1反向旋轉(zhuǎn)信號(hào)注入
6.6.2信號(hào)解耦
6.6.3交叉飽和效應(yīng)
6.6.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果
6.7總結(jié)
參考文獻(xiàn)
第7章雙三相永磁同步電機(jī)與開繞組永磁同步電機(jī)無位置傳感器控制
7.1引言
7.2雙三相永磁同步電機(jī)
7.2.1數(shù)學(xué)模型
7.2.2基于電流響應(yīng)的高頻注入無位置傳感器控制
7.2.3基于電壓響應(yīng)的高頻注入無位置傳感器控制
7.2.4基于基波模型的無位置傳感器控制
7.2.5基于3次諧波反電動(dòng)勢的無位置傳感器控制
7.3開繞組永磁同步電機(jī)
7.3.1數(shù)學(xué)模型
7.3.2基于相移的開繞組永磁同步電機(jī)SVPWM
7.3.3基于零序電流的無位置傳感器控制策略
7.3.4基于零序電壓的非參數(shù)化無位置傳感器控制策略
7.4總結(jié)
參考文獻(xiàn)
第8章轉(zhuǎn)子極性判斷
8.1引言
8.2雙電壓脈沖注入法
8.3d軸電流注入法
8.3.1高頻電流響應(yīng)
8.3.2高頻零序電壓響應(yīng)
8.42次諧波法
8.4.1數(shù)學(xué)模型
8.4.2高頻電流響應(yīng)
8.4.3高頻零序電壓響應(yīng)
8.4.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果
8.5總結(jié)
參考文獻(xiàn)
第9章轉(zhuǎn)子初始位置估計(jì)
9.1引言
9.2磁飽和效應(yīng)
9.3基于三相電流檢測的電壓脈沖注入法
9.3.1脈沖激勵(lì)策略
9.3.2電流響應(yīng)模型
9.3.3初始位置估計(jì)
9.4改進(jìn)的基于三相電流檢測的電壓脈沖注入法
9.4.1三相電流響應(yīng)的利用
9.4.2脈沖注入序列
9.4.3邊界檢測策略
9.4.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果
9.5基于直流母線電壓的脈沖注入方法
9.5.1直流母線電壓波動(dòng)的利用
9.5.2脈沖注入
9.5.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果
9.6電壓脈沖的選取
9.6.1持續(xù)時(shí)間的選取
9.6.2幅值的選取
9.6.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果
9.7高頻信號(hào)注入法
9.7.1三相高頻電流幅值
9.7.2扇區(qū)檢測
9.7.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果
9.8總結(jié)
參考文獻(xiàn)
第10章永磁無刷直流電機(jī)的過零點(diǎn)檢測法無位置傳感器控制
10.1引言
10.2過零點(diǎn)檢測原理
10.2.1數(shù)學(xué)模型
10.2.2典型電流波形
10.2.3永磁無刷直流電機(jī)的無位置傳感器控制
10.3基于PWM的過零點(diǎn)檢測
ⅩⅩⅤ
ⅩⅩⅥ
10.3.1PWM方法
10.3.2反電動(dòng)勢的測量
10.4過零點(diǎn)偏差及解決方案
10.4.1電機(jī)參數(shù)不對稱引起的水平偏差
10.4.2RVD電阻容差引起的垂直偏差
10.4.3自適應(yīng)閾值校正策略
10.4.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果
10.5續(xù)流角
10.5.1PWM方法
10.5.2無位置傳感器控制安全工作區(qū)
10.5.3電阻和電感
10.5.4直流母線電壓
10.5.5PWM占空比
10.6電機(jī)設(shè)計(jì)的影響
10.7總結(jié)
參考文獻(xiàn)
第11章基于3次諧波反電動(dòng)勢的無位置傳感器控制
11.1引言
11.2檢測方法
11.2.13次諧波反電動(dòng)勢
11.2.2虛擬3次諧波反電動(dòng)勢
11.3永磁無刷直流電機(jī)控制
11.3.1無PWM
11.3.2有PWM
11.4永磁無刷交流電機(jī)（永磁同步電機(jī)）控制
11.4.1基于積分法的轉(zhuǎn)子位置估計(jì)方法
11.4.2基于過零點(diǎn)校正的轉(zhuǎn)子位置估計(jì)方法
11.4.3基于連續(xù)信號(hào)的轉(zhuǎn)子位置估計(jì)方法
11.4.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果
11.5雙三相永磁同步電機(jī)的位置估計(jì)
11.5.1基于3次諧波磁鏈的位置估計(jì)
11.5.2基于3次諧波反電動(dòng)勢的位置估計(jì)
11.5.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果
11.63次諧波反電動(dòng)勢檢測法的常見問題
11.6.1中性線的要求
11.6.23次諧波反電動(dòng)勢的缺失
11.6.3轉(zhuǎn)子凸極性
11.6.4三相不平衡
11.7虛擬3次諧波反電動(dòng)勢檢測法的常見問題
11.7.1參數(shù)不對稱下的過零點(diǎn)檢測
11.7.2參數(shù)不對稱下的換向誤差
11.7.3換向誤差的相位補(bǔ)償
11.7.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果
11.8總結(jié)
參考文獻(xiàn)
第12章現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用
12.1引言
12.2模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)
12.2.1基本原理
12.2.2基于電流模型的觀測器
12.2.3基于電壓模型的觀測器
12.2.4簡化電壓模型觀測器
12.3滑模觀測器
12.3.1基本原理
12.3.2傳統(tǒng)滑模觀測器
12.3.3抖動(dòng)問題及解決方案
12.4擴(kuò)展卡爾曼濾波器
12.4.1基本原理
12.4.2永磁同步電機(jī)的簡化模型
12.4.3全階擴(kuò)展卡爾曼濾波器
12.4.4降階擴(kuò)展卡爾曼濾波器
12.4.5參數(shù)調(diào)節(jié)
12.5模型預(yù)測控制
12.5.1電流預(yù)測控制
12.5.2基于無差拍求解的電流預(yù)測控制
12.5.3高頻注入無位置傳感器控制
12.6總結(jié)
參考文獻(xiàn)
ⅩⅩⅦ
ⅩⅩⅧ
附錄
附錄A轉(zhuǎn)速估計(jì)
A.1基于轉(zhuǎn)子位置的轉(zhuǎn)速估計(jì)
A.2基于電機(jī)模型的轉(zhuǎn)速估計(jì)
A.3混合轉(zhuǎn)速估計(jì)
參考文獻(xiàn)
附錄B樣機(jī)與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
B.1永磁無刷交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
B.2永磁無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)