同步磁阻电机无传感器多信号随机注入降噪与效率优化控制方法研究

基本信息
批准号:51807037
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:28.00
负责人:张国强
学科分类:
依托单位:哈尔滨工业大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李成睿,王奇维,李斌兴,王惠颖,匡俊耀,于超慧,张鸿鹏,胡海明
关键词:
效率优化控制位置表征信号提取同步磁阻电机无位置传感器控制多信号随机注入
结项摘要

Synchronous reluctance motors (SynRM) provide the advantages of permanent magnet motors together with the cost-efficiency, simplicity and service-friendliness of an induction motor. Combined with the advanced position sensorless control techniques, the efficiency improvement for motor and drive system can be achieved. This project aims at the position sensorless SynRM drives, develops complete, optimized solutions for some core scientific problems. A multi-signal random injection scheme is proposed for acoustic noise reduction under low-speed operation, and then an adaptive wavelet threshold based rotor position information extraction is addressed under the conditions of the ultra-low signal to noise ratio and multi-time scaled dynamic coupling. At last, a high-frequency instantaneous power response based model-free online efficiency optimization control for SynRM drive is proposed taking properly the magnetic saturation and cross-saturation effects into account. Through the fundamental principles research on position sensorless SynRM drives, the broadening applications can be expected. Furthermore, this project can provide technical basis for replacing the sensorless induction motor drives, and even the sensor based permanent magnet synchronous motor drives in modern electrical drives area. Therefore, this project is of great significance of development of high-performance and high-reliability motor and drive systems.

同步磁阻电机(SynRM)可实现永磁技术与简单、易维护的感应电机的优势互补,配合先进无位置传感器控制技术,对实现电机系统能效提升具有重要推动作用。本项目面向同步磁阻电机无位置传感器控制系统,针对低速段基于多信号随机注入的高频噪音抑制策略、低信噪比及多时间尺度动态耦合条件下转子位置表征信号提取机制,以及磁路饱和与交叉饱和条件下基于高频瞬时功率的无模型在线效率优化控制等核心科学问题展开研究。通过研究同步磁阻电机无位置传感器控制基础理论,为拓宽其应用场合,替代传统无速度传感器感应电机,甚至是安装传感器永磁同步电机驱动方式提供技术支撑,本项目对发展高性能、高可靠电驱动技术具有重要意义。

项目摘要

针对同步磁阻电机 (SynRM) 无传感器驱动系统关键技术问题及应用瓶颈展开研究。首先研究SynRM无传感器系统转子位置观测方法,减小交叉耦合效应引起的位置估计误差;在此基础上,提出基于自适应伪随机高频方波电压注入的无传感器控制策略,降低系统附加高频噪音及功率损耗;为进一步降低高频注入信号幅值,研究适应低信噪比条件的离散小波变换转子位置信息表征信号分离方法;研究基于虚拟信号注入的MTPA控制策略,具有对电机参数变化强鲁棒性的特点;提出基于双轴信号注入迭代自学习的转矩脉动抑制方法,有效提高了转矩和转速控制精度;最后,在通用变频器平台实现SynRM无传感器控制方法,并进行实验验证。通过对控制方法理论体系和实用技术的研究,为拓宽SynRM无传感器控制应用场合提供技术支撑,本项目对发展高性价比、高可靠电驱动技术有重要意义。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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