Wisconsin Alumni Research Foundation

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永磁同步电机自感应驱动系统
WARF: P100196US01

十大正规靠谱网赌平台者:Robert Lorenz, Thomas Jahns, Takahiro Suzuki, Shih-Chin Yang

威斯康辛校友十大正规靠谱网赌平台基金会(WARF)正在寻找有兴趣开发地面永磁同步电机“无位置传感器”驱动系统的商业合作伙伴.
Overview
永磁同步电机(PMSM)通过一个或多个电枢线圈和一个或多个永磁元件产生的磁场相互作用提供扭矩. 这些电机被称为“同步电机”,因为提供给线圈的电流所产生的磁场必须与永磁体的磁场位置同步. 表面永磁同步电机(SPMSMs)将永磁体放置在转子表面. 由于磁体材料和制造方法的改进, 这种简单的结构特别适用于高精度运动控制系统.

高性能电机驱动需要精确, 高带宽的转子位置信息,可以通过各种手段来实现, 包括经典的物理安装离散方法, high-resolution position sensors (i.e., 编码器或分解器)在转子或其轴上,并在传感器和控制器之间连接易碎的信号线和连接器. 附加离散转子位置传感器通过引入额外的电缆和连接器大大降低了电机驱动的可靠性,这些电缆和连接器比电机电源线和连接器的可靠性要低. As a result, 利用电机本身作为位置传感器来开发自感应(无位置传感器)电机驱动系统是很有兴趣的. In addition to increasing system reliability, 自感知位置检测技术也可以通过消除高分辨率的位置传感器来降低系统成本.

低速自感应操作要求电机中的位置依赖电气特性, also known as spatial saliencies. Typically, 电机自感知技术通过跟踪空间变化信号引起的电变化来利用磁显著性. Unfortunately, 与spmms相关联的圆柱形磁表面产生的空间变化信号具有非常低的信噪比. As a result, 与使用编码器或解析器的系统相比,SPMSM自感知驱动系统目前表现出非常低的性能. 提出了一种利用永磁同步电动机作为传感器进行转子位置估计的改进方法.
The Invention
威斯康辛大学麦迪逊分校的十大正规靠谱网赌平台人员开发了一种永磁同步电机系统,可以实现无位置传感器转子位置估计, 这已被证明是有效的,甚至当一个光滑的圆柱形永磁体定位在转子表面. 该系统包括具有提供多个角间隔磁极的永磁表面的转子和安装在转子周围的定子,以便转子可以在定子内旋转. Within the stator, 棱角状间隔的齿向内向转子延伸, 并且在至少一些牙齿周围缠绕导电线圈,以便在牙齿上施加磁场. 该系统还可以采用集中绕组,以突出系统检测到的基于定子的显著性. 

附在电机上的电力电子驱动器不仅提供基本的电力转换输入, 而且还以高于主电源转换驱动频率的频率向线圈中注入电激励信号. 主电源转换输入频率被控制以产生转矩,从而控制转子的旋转. 叠加的高频注入信号通过检测注入信号中的变化来跟踪转子位置,这些变化与转子位置和转子磁场引起的定子齿的磁饱和有关.

This injection-based, 显著性跟踪方法允许对转子上无显著性或无显著性的永磁同步电机进行无位置传感器操作, 不需要在这种系统中包含一个单独的位置传感器. 该系统也适用于广泛的定子设计.
Applications
  • 用于小型家用电器或工业控制系统的永磁电机
Key Benefits
  • 无需为低速操作使用单独的位置传感器
  • 通过去除不必要和相对脆弱的电机部件,提高系统可靠性,降低系统成本
Additional Information
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