STUDY ON HARMONIC-REACTIVE-POWER-BASED ROTOR POSITION-SENSORLESS CONTROL OF SERVO MOTOR

基于谐波无功功率的伺服电机转子位置无传感器控制研究

基本信息

  • 批准号:
    11650281
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.3万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1999
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1999 至 2000
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In this research topic, a rotor position sensorless control strategy of an AC servomotor has been focused on. The proposed method is based on phase information of harmonic reactive power, which is generated by injected current or voltage harmonics. The feasibility of the method has been examined through computer simulations and experimental tests setting up a prototype. Through this study, the following results have been obtained :(1) A novel control strategy of a permanent magnet motor without mechanical sensors has been proposed. The strategy is based on use of harmonic reactive power and utilizes its relative phase information to estimate the rotor position. The key feature of the method is overall robustness against the motor parameters.(2) According to the initial rotor position estimation test, the position has been estimated with the maximum estimation error of ±10 (deg) and 3σ deviation of 12.6 (deg). The estimation was insensitive to the armature resistance variation.(3) In transient state sensorless operation, quick speed response of 200 (ms) and disturbance response of 800 (ms) have been obtained.(4) The control system is capable to four-quadrant drive and can be loaded up to 80 % in motoring modes and up to 100 % in regenerative modes. Also, similar performance was confirmed even under the condition of varied armature resistance by 25 %.(5) A disturbance compensation technique and current controller compensation technique have been discussed to enhance the further performance.(6) Field-weakening control with harmonics injection has been discussed. Operating performance in the higher-speed range was improved taking voltage saturation into account.
本课题研究了一种基于谐波无功功率相位信息的交流调速器无位置传感器控制策略。该方法的可行性已通过计算机模拟和实验测试建立了一个原型。通过研究,取得了以下成果:(1)提出了一种新型的无机械传感器永磁电机控制策略。该策略基于谐波无功功率的使用,并利用其相对相位信息来估计转子位置。该方法的主要特点是对电机参数的整体鲁棒性。(2)根据初始转子位置估计试验,位置估计的最大估计误差为±10(度),3σ偏差为12.6(度)。该估计对电枢电阻的变化不敏感。(3)在瞬态无速度传感器运行中,获得了200(ms)的快速速度响应和800(ms)的扰动响应。(4)该控制系统能够四象限驱动,并且在电动模式下可以负载高达80%,在再生模式下可以负载高达100%。此外,即使在电枢电阻变化25%的条件下也确认了类似的性能。(5)为了进一步提高系统的性能,还讨论了干扰补偿技术和电流控制器补偿技术。(6)讨论了注入谐波的弱磁控制。考虑到电压饱和,提高了高速范围内的工作性能。

项目成果

期刊论文数量(17)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
古川裕太,近藤正示,野口季彦(敏彦): "高周波電流注入方式による突極形PMモータの位置・電圧センサレス制御法"平成11年電気学会全国大会講演論文集. 4. 4-313-4-314 (1999)
Yuta Furukawa、Masashi Kondo、Toshihiko Noguchi(俊彦):“采用高频电流注入法的凸极型永磁电机的位置/电压无传感器控制方法”日本电气工程师学会1999年全国会议论文集4。 4-313-4-314 (1999)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
竹花公宏,野口季彦(敏彦),近藤正示: "高調波電圧注入方式によるIPMモータのセンサレス制御法"平成12年電気学会産業応用部門大会講演論文集. 1. 967-970 (2000)
Kimihiro Takehana、Toshihiko Noguchi(Toshihiko)、Masashi Kondo:“使用谐波电压注入方法的 IPM 电机的无传感器控制方法”2000 年 IEEJ 工业应用分会会议记录 1. 967-970 (2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
竹花公宏,野口季彦(敏彦),近藤正示: "高調波瞬時無効電力に着目したPMモータのセンサレス運転特性"平成12年電気学会全国大会講演論文集. 4. 1561-1562 (2000)
Kimihiro Takehana、Toshihiko Noguchi(俊彦)、Masashi Kondo:“关注谐波瞬时无功功率的永磁电机无传感器运行特性”日本电气工程师学会2000年全国会议论文集4. 1561-1562(2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
竹花公宏,野口季彦(敏彦),近藤正示: "内部永久磁石モータのロバストな磁極位置・速度センサレス制御法"電気学会研究会資料 半導体電力変換・産業電力電気応用合同研究会,SPC-00-38,IEA-00-13. 7-12 (2000)
Kimihiro Takehana、Toshihiko Noguchi(俊彦)、Masashi Kondo:“内置永磁电机的鲁棒磁极位置/速度传感器无传感器控制方法” IEEJ 研究组材料半导体功率转换/工业电力电气应用联合研究组,SPC-00-38, IEA-00-13。7-12 (2000)
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  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
竹花公宏,野口季彦(敏彦),近藤正示: "高調波瞬時無効電力に着目したPMモータのロバストなロータ位置・速度センサレス制御法"平成11年電気学会産業応用部門大会講演論文集. 1. 47-50 (1999)
Kimihiro Takehana、Toshihiko Noguchi(Toshihiko)、Masashi Kondo:“针对谐波瞬时无功功率的永磁电机的鲁棒转子位置/速度传感器控制方法”1999 年 IEEJ 工业应用分部会议论文集 1. 47-50 (1999)。
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