高频注入法原理
一、概述
高频注入法是一种常见的电化学分析方法，它通过在电解质溶液中加入高频交流电场，使得电极表面产生周期性的电势变化，从而促进反应物的扩散和反应速率的提高。本文将详细介绍高频注入法的原理及其应用。
二、高频注入法原理
1. 交流电场作用下的电极表面反应
当在电解质溶液中加入外加交流电场时，会使得电极表面产生周期性的势变化。这种势变化会导致反应物在电极表面的扩散速率增加，并且能够促进反应速率的提高。同时，在交流电场作用下，还会出现离子迁移和双层容抗等现象，这些都会影响到反应过程。
2. 高频注入法与低频注入法的区别
与低频注入法相比，高频注入法具有以下几个特点：
(1) 高频交流信号可以让反应物在短时间内快速扩散到电极表面，从而提高了灵敏度和精度；
(2) 高频信号可以避免漂移和干扰等问题，从而提高了测量的准确性；
(3) 高频信号还可以促进反应速率的提高，从而缩短了反应时间。
三、高频注入法应用
1. 电化学分析
高频注入法可以用于电化学分析中，例如测定离子浓度、氧化还原电
位等。通过在电解质溶液中加入高频交流电场，可以提高反应速率和
灵敏度，从而实现更加精确的分析。
2. 化学合成
高频注入法也可以用于化学合成中。通过在反应体系中加入交流电场，可以促进反应物的扩散和反应速率的提高，从而实现更加快速和高效
的化学合成。
3. 生物医学领域
在生物医学领域中，高频注入法也有广泛的应用。例如，在脑神经元活动研究中，可以利用高频注入法来探测神经元活动；在生物传感器研究中，也可以利用高频注入法来检测生物分子或细胞。
四、总结
综上所述，高频注入法是一种常见的电化学分析方法，在许多领域都有广泛的应用。通过在电解质溶液中加入高频交流电场，可以提高反应速率和灵敏度，从而实现更加精确和高效的分析、合成和检测。
hfi脉振方波高频注入-回复 脉振方波高频注入是一种电子技术中常见的实验方法。它通过使用高频信号进行注入，可以在电路中观察到响应和相应的波形变化。本文将逐步介绍脉振方波高频注入的原理、实验过程和相关应用。 一、脉振方波高频注入的原理 脉振方波高频注入是一种将高频信号注入到电路中的方法，它可以产生一些有趣和有用的电路响应。它的基本原理可以通过以下步骤进行说明： 1. 首先，我们需要一个高频信号发生器，它可以产生一定频率的方波信号。这个信号发生器能够输出一个可调节的频率范围，通常在几kHz到几MHz 之间。 2. 接下来，我们需要将高频信号发生器的输出和目标电路连接起来。这可以通过使用一根电缆或者一对探针实现。重要的是要确保信号的输出和电路的输入相连。 3. 一旦信号源和目标电路连接好了，我们就可以打开高频信号源，并调节频率和幅度，使其适应目标电路的要求。 4. 当信号源开始工作时，它会不断地向目标电路注入高频方波信号。目标
电路会对这个信号作出响应，并在输出端产生一些特定的波形。 二、脉振方波高频注入的实验过程 下面我们将详细介绍脉振方波高频注入的实验过程。在实际操作中，我们可以按照以下步骤进行： 1. 准备好所需的实验设备和器材。除了高频信号源之外，还应准备好目标电路和一些必要的测量工具，例如示波器和多用表等。 2. 将高频信号源和目标电路连接在一起。这可以通过将信号源的输出端与目标电路的输入端连接来实现。可以使用电缆或探针等工具进行连接。 3. 打开高频信号源，并设置合适的频率和幅度。这可以根据目标电路的要求进行调整。通常，可以逐渐提高频率和幅度，以观察目标电路的响应。 4. 使用示波器等工具来观察和记录目标电路在注入高频信号后的响应。可以通过连接示波器的探针到目标电路的输出端来实现。 5. 根据目标电路的特性和实验结果，可以对高频信号的频率和幅度进行进一步的调整。这样可以更好地观察到目标电路的响应和相关的波形变化。
foc 高频注入算法 FOC是一种基于精确定位的高频注入算法，它常用于交流电 机的磁通定向控制。 FOC的基本原理是通过在电机的双坐标轴上分别注入高频信号，从而实现对电机电流的精确控制。具体来说，FOC分为 两个阶段：电流反馈和位置反馈。 在电流反馈阶段，FOC通过电流传感器获取电机的实时电流 信息，然后根据控制策略计算出合适的电压指令。为了减小电机电流的谐波失真，FOC通常会在电流控制环节中注入高频 信号。这些高频信号可以通过PWM技术生成，然后通过逆变 器输出给电机。通过精确控制高频信号的振幅和频率，FOC 可以实现对电机电流的精确控制，从而提高电机的性能和效率。 在位置反馈阶段，FOC通过位置传感器获取电机的转子位置 信息，并将其与控制器中的理论位置进行比较。为了实现更精确的位置控制，FOC通常会在位置控制环节中注入高频信号。在这个阶段中，高频信号的作用是提高位置的精确度，减小转子位置的偏差，从而使电机能够更精确地跟踪理论位置。 通过以上两个阶段的协同作用，FOC可以实现对电机的精确 控制。使用FOC算法控制交流电机，可以实现高效率、高动 态响应和高转矩密度，从而在众多应用领域，如汽车电动化、工业自动化等中发挥重要作用。 除了FOC算法本身，还有一些相关的技术和方法可以辅助
FOC算法的实现和应用。例如，用于传感器信号处理的滤波技术，用于高频信号生成的PWM技术，以及用于电机控制的PID控制器等等。这些技术可以提高FOC算法的性能和稳定性，从而使其在实际应用中更加可靠和有效。 总之，FOC是一种基于精确定位的高频注入算法，通过在电机的电流和位置控制环节中注入高频信号，实现对电机的精确控制。它在交流电机的磁通定向控制中发挥着重要作用，可以提高电机的性能和效率，并在众多领域中得到广泛应用。
foc 高频注入算法 FOC（Field-Oriented Control）是一种电机控制方法，通过将 三相交流电机的控制分解为两个正交的分量，在转子定向上施加控制，从而使电机可以以最佳效率运行。在FOC高频注入 算法中，通过注入高频电流来测量电机的实际参数，以便更好地进行控制。本文将解释FOC高频注入算法的原理和相关参 考内容。 FOC高频注入算法的原理是在电机驱动过程中，通过在转子 定子上注入高频电流来干扰电机的运行，从而测量电机的实际参数，如电阻、电感和电机的转动惯量。这些测量值是控制电机的关键参数，可以用来实现更精确的控制。FOC高频注入 算法采用了一种特殊的电流注入方式，通过注入高频电流，可以更好地测量电机的实际参数，从而提高电机的控制精度和效率。 FOC高频注入算法的关键是如何注入高频电流并测量电机的 响应。一种常见的方法是使用高频信号发生器和电流传感器。高频信号发生器会产生一个高频信号，可以将这个信号传送给电机的定子上。电流传感器可以测量注入到电机中的高频电流，从而得到电机的实际参数。根据电流传感器测量的值，可以得到电机的电阻、电感和转动惯量等参数，进而用于更精确的控制。 FOC高频注入算法在电机控制领域有广泛的应用。例如，在 无刷直流电机上应用FOC高频注入算法，可以通过测量电机 的实际参数来实现更精确的位置和速度控制。在工业自动化领
域，FOC高频注入算法可以用于控制交流电机，实现更高的效率和精度。在电动汽车领域，FOC高频注入算法可以用于对电机进行精确的控制，提高电动汽车的驱动性能和能效。 对于FOC高频注入算法的研究，有许多相关的参考内容可供学习和参考。以下是一些不涉及链接的相关参考内容： 1. 高频注入法在交流电机参数测量中的应用研究：该论文介绍了高频注入法在交流电机参数测量中的应用，包括注入电流的设计和测量结果的分析。 2. 基于FOC高频注入法的无刷直流电机精确控制：该论文研究了基于FOC高频注入法的无刷直流电机精确控制的方法，包括注入电流的设计和控制策略。 3. FOC高频注入法在电动汽车驱动系统中的应用：该论文探讨了FOC高频注入法在电动汽车驱动系统中的应用，包括对电机参数的测量和对驱动系统性能的提高。 4. 基于FOC高频注入法的交流电机控制策略优化：该文献研究了基于FOC高频注入法的交流电机控制策略优化，包括注入电流的设置和控制器参数的优化。 通过学习和参考这些相关内容，可以更好地理解FOC高频注入算法的原理和应用，进而在电机控制领域进行更精确和高效的控制。
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 电机新技术 院系：电气工程及自动化 姓名： XXX 学号： XXXX 2012年5月
基于高频注入法的交流永磁同步电机的控制系统研究 摘要：电动汽车是解决能源危机和环境污染这两大难题的重要途径，因而逐渐成为新一代交通工具的主要发展方向。鉴于永磁同步电动机（PMSM ）具有体积小、效率高、功率密度高等优点，已经在电动汽车的驱动系统中得到广泛应用。为了进一步降低电动汽车电气驱动系统的成本与复杂性，并提高控制系统的可靠性，永磁同步电机无传感器矢量控制系统成为当前亟待解决的问题。本文针对这一问题，设计了基于高频注入法的永磁同步电机无传感器矢量控制系统。针对纯延时滤波、锁相环、同步轴高通滤波等环节的实现方法、参数的选取和关键技术进行了深入的分析和探讨。 关键词： 永磁同步电机 无传感器 矢量控制 高频注入 锁相环 一、 高频注入法估计转子位置和转速的基本原理 高频注入法估计转子位置和转速基本原理为：通过在电机端注入一个三相平衡的高频电压（或电流），利用电机内部固有的或者人为的不对称性使电机在高频信号激励下产生响应，通过检测高频电流（或高频电压）响应来提取转子位置和速度信息。高频注入法可以分为旋转高频注入法和脉振高频注入法，根据注入信号的性质又分为高频电压注入法和高频电流注入法，不管采用何种形式的高频注入法均要求电机内部具有凸极效应，第二章中已经介绍了本文的研究对象内置式永磁同步电机的结构，其L d < L q ，电机呈凸极特性，而且该凸极不受定子电流的影响，采用高频注入法追踪转子位置具有很强的鲁棒性。本论文采用的是旋转高频电压注入，框图如图1-1所示。下面详细分析旋转高频电压注入法估计转子位置的基本原理。 图1-1 旋转高频电压注入法框图 永磁同步电机在两相静止坐标系下的电压方程为： 0000s s u i R p u i R p αααβββψψ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣ ⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦ （1-1） 永磁同步电机在两相静止坐标系下的电压方程为： 0000s s u i R p u i R p αααβββψψ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣ ⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦ （1-2） 磁链方程为：
高频电压注入法的频率因素对转子位置观测器的影响分析冯坚栋;王爽;汪琦 【摘要】The influence of the frequency for the high frequency voltage signal made on estimator was studied when the initial position was estimated with the theory of high-frequency voltage injection was employed.The theory of high-frequency voltage injection was introduced to estimate the initial rotor position of PMSM.Meet the minimum injection frequency estimation convergence was deduced.The influence of injection frequency on the estimate accuracy and speed of the rotor position observer was studied theoretically and experimentally,thereby suitable range of injection frequency was developed.Experimental results indicated that the reasonable cut-off frequency and appropriate injection frequency could effectively balance the estimating speed and precision of the estimator.%研究了在运用高频电压注入法进行初始位置判断时,高频电压信号的频率对估算器的影响.介绍了高频电压注入法估算转子初始位置的原理,推导了满足估算收敛的最小注入频率.通过理论和试验研究了注入频率对转子位置观测器估算精度及速度的影响,提出了注入频率合适的选取范围.试验证明,合理的截止频率与合适的注入频率能有效地平衡位置观测器的估算速度及精度. 【期刊名称】《电机与控制应用》 【年(卷),期】2017(044)008 【总页数】5页(P54-58)
电机高频注入原理_STM32TALK无感FOC方案原理机器控 制难点分析 一、电机高频注入原理 电机高频注入是一种通过在电机中注入高频信号来实现无传感器场定 位的方法。在传统的电机控制中，需要使用传感器来获取电机的位置信息，从而实现闭环控制。而在无感FOC方案中，通过在电机中注入高频信号， 可以通过对电机响应的观测来推测电机的位置，从而实现闭环控制。 具体实现时，需要在电机的定子绕组中注入高频信号，这个高频信号 被称为注入信号。注入信号的频率需要远高于电机运行的频率，通常是几 十倍甚至几百倍。注入信号的功率一般很小，通常是电机运行时功率的几 千分之一、通过在电机中注入高频信号，可以在电机响应中观察到一系列 的谐波成分，这些谐波成分与电机的位置息息相关，通过对这些谐波成分 的观测和分析，就可以推测出电机的位置。 二、STM32TALK无感FOC方案原理 STM32TALK是一种基于STM32微控制器的无感FOC方案，该方案通过 在电机中注入高频信号，实现无传感器的场定位。具体实现时， STM32TALK方案使用了一种称为“注入信号模型”的方法来推测电机的位置。 注入信号模型是通过将电机的注入信号与电流进行数学运算，得到一 个与电机位置相关的信号，通过对这个信号的观测和分析，就可以推测出 电机的位置。具体实现时，STM32TALK方案使用了一种称为“注入信号模型”的方法来推测电机的位置。
在注入信号模型中，注入信号与电流的乘积被称为“注入信号模型值”，这个值与电机的位置相关。通过对注入信号模型值的观测和分析， 就可以推测出电机的位置。为了实现这个推测，STM32TALK方案使用了一 种叫做“模型匹配”的方法，即将注入信号模型值与一系列预先计算好的 模型值进行匹配，通过寻找最佳匹配，就可以得到电机的位置。 在实际的机器控制中，无感FOC方案面临着一些难点和挑战。 1.高频信号注入：高频信号注入需要在电机中注入高频信号，这对于 电机和电机驱动器的设计和实现提出了一定要求。同时，高频信号注入也 容易受到噪声的干扰，需要采取一定的措施来降低噪声对注入信号的影响。 2.信号处理和分析：在注入信号模型中，需要对注入信号模型值进行 观测和分析，从中推测出电机的位置。这对信号处理和分析算法提出了一 定的要求，需要设计出高效准确的算法来处理和分析注入信号模型值。 3.模型匹配：在无感FOC方案中，需要通过模型匹配的方法来推测电 机的位置。模型匹配需要对一系列预先计算好的模型值进行匹配，这对计 算能力和存储空间提出了要求。同时，模型匹配的准确度也对电机控制的 精度和稳定性有较大影响，需要设计出高效准确的模型匹配算法。 4.系统稳定性：无感FOC方案需要通过对注入信号模型值的观测和分 析来推测电机的位置，这使得系统对噪声和干扰更加敏感。因此，系统需 要采取一系列的措施来提高稳定性，如增加滤波器、采用抗干扰算法等。 5.实时性要求：在机器控制中，对实时性的要求比较高，需要能够快 速准确地获取电机的位置信息。无感FOC方案中，对注入信号模型值进行 观测和分析需要一定的计算时间，在保证实时性的同时，还需要保证计算 的准确性和稳定性。
高频注入法原理 一、概述 高频注入法是一种常见的电化学分析方法，它通过在电解质溶液中加入高频交流电场，使得电极表面产生周期性的电势变化，从而促进反应物的扩散和反应速率的提高。本文将详细介绍高频注入法的原理及其应用。 二、高频注入法原理 1. 交流电场作用下的电极表面反应 当在电解质溶液中加入外加交流电场时，会使得电极表面产生周期性的势变化。这种势变化会导致反应物在电极表面的扩散速率增加，并且能够促进反应速率的提高。同时，在交流电场作用下，还会出现离子迁移和双层容抗等现象，这些都会影响到反应过程。 2. 高频注入法与低频注入法的区别 与低频注入法相比，高频注入法具有以下几个特点：
(1) 高频交流信号可以让反应物在短时间内快速扩散到电极表面，从而提高了灵敏度和精度； (2) 高频信号可以避免漂移和干扰等问题，从而提高了测量的准确性； (3) 高频信号还可以促进反应速率的提高，从而缩短了反应时间。 三、高频注入法应用 1. 电化学分析 高频注入法可以用于电化学分析中，例如测定离子浓度、氧化还原电 位等。通过在电解质溶液中加入高频交流电场，可以提高反应速率和 灵敏度，从而实现更加精确的分析。 2. 化学合成 高频注入法也可以用于化学合成中。通过在反应体系中加入交流电场，可以促进反应物的扩散和反应速率的提高，从而实现更加快速和高效 的化学合成。 3. 生物医学领域
在生物医学领域中，高频注入法也有广泛的应用。例如，在脑神经元活动研究中，可以利用高频注入法来探测神经元活动；在生物传感器研究中，也可以利用高频注入法来检测生物分子或细胞。 四、总结 综上所述，高频注入法是一种常见的电化学分析方法，在许多领域都有广泛的应用。通过在电解质溶液中加入高频交流电场，可以提高反应速率和灵敏度，从而实现更加精确和高效的分析、合成和检测。
高频注入法原理 介绍 高频注入法是一种常用于电子设备和电路测试中的方法，通过向被测试设备或电路注入高频信号，来检查其性能和稳定性。本文将详细介绍高频注入法的原理及其应用领域。 什么是高频注入法 高频注入法是一种测试电子设备和电路的常用方法，它通过向被测试设备或电路中注入高频信号，来观察其相应的输出。高频信号通常是指频率较高的电信号，一般在几十kHz到几GHz的范围内。 高频注入法原理 高频注入法的原理基于被测试设备或电路的响应特性。当高频信号注入到被测试电路中时，电路的不同部分会以不同的方式响应。这些响应包括电压和电流的变化，以及其他可能的参数变化。 电容响应 在被测试电路中，电容元件对高频信号的响应非常敏感。由于电容元件储存电荷的特性，它们可以对高频信号产生相位和幅度的变化。通过观察电容元件的响应，可以判断电路中是否存在故障或不稳定性。 阻抗响应 电路中的各种元件具有不同的阻抗特性。高频信号注入到电路中后，不同的元件将呈现出不同的阻抗响应。通过观察电路中各个元件的阻抗变化，可以判断元件是否正常工作以及电路是否存在问题。
传导响应 电路中的导线和连接器也会对高频信号的传导产生影响。正常情况下，导线和连接器应该对高频信号具有良好的传导特性，保证信号的准确传递。而当连接不良或者存在损耗时，导线和连接器将导致信号质量的下降。 高频注入法的应用 高频注入法在电子设备和电路测试中具有广泛的应用。以下是一些常见的应用领域： 无线通信 在无线通信领域，高频注入法可以用来测试无线电设备的传输和接收能力。通过向设备中注入高频信号，并监测设备输出的信号质量，可以评估设备的性能和稳定性，并进行相应的优化和改进。 射频电路 射频电路是一种频率较高的电路，用于处理射频信号。在射频电路设计和制造过程中，高频注入法可以用来检查电路的频率响应、谐振特性和稳定性。通过观察射频电路的响应，可以发现潜在的问题并进行调整。 模拟电路 在模拟电路测试中，高频注入法可以用来检查模拟信号的传递和放大能力。通过向模拟电路中注入高频信号，并测量电路的输出，可以评估电路的性能和准确度。 数字电路 对于数字电路，高频注入法可以用来测试电路的时钟同步和接口传输能力。通过注入高频信号，并通过逻辑分析仪等仪器来监测电路的输出，可以评估电路在高速信号传输下的可靠性。 总结 高频注入法是电子设备和电路测试中的一种常用方法，通过向被测设备中注入高频信号来检查其响应特性。电容响应、阻抗响应和传导响应是高频注入法的主要原理。高频注入法在无线通信、射频电路、模拟电路和数字电路等领域具有广泛的应用，
基于高频电压注入法的永磁同步电机转子初始位置检测 Initial Rotor Position Inspection of PMSM Based on Rotating High Frequency Voltage Signal Injection 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院蔡名飞周元钧 摘要:为了解决新型无位置传感器永磁同步电机的起动问题，提出了一种在电机静止状态下检测转子位置的新方法。 该方法在算法上改进了传统的旋转高频电压注入法，使得可以更为快速、准确的检测出转子初始(均扫位置。并且针对传统旋转高频电压注人法无法检测出转子永磁体极性问题，在dq旋转坐标系下，通过分析永磁同步卜匕机d轴磁链和定子电流之间的关系，利用d轴电流的泰勒级数展开，提出J’根据定子铁芯非线性磁化特性获得判另}J N/S极极性信息的新方一案。最后，建立了系统仿真模型。仿真结果验证了这种方法的有效性和可行性。此方法同样适用于永磁同步电机在中、低速时的转子位置检测。 关键词:永磁同步电机转子初始位置旋转高频注人非线性磁化特性N/S极极性 1引言 永磁同步电机高精态、高动态性能的速度、位置控制，都需要准确的转子位置信息。如果位置检测误差较大，会导致电机不能正常起动、运行。传统方法是通过机械式传感器来测量转子的速度和位置。但机械式传感器减低了系统的可靠性，增加了系统的成本;同时传感器对环境有着严格的要求，电磁干扰、温度、湿度、振动对它的测量精度都有影响。特别针对某些航空伺服电机，长期工作在恶劣、复杂的环境中，所以研究无位置传感器不仅可 以减少航空电机成本，而且可以减少不必要的引线，将大大提高整个系统的可靠性〔‘]。 最简单的无位置传感器控制方法是文献「2]提出的基于对检测到的电机反电动势进行积分，这种方法虽然简单，但是在零速或低速阶段因为反电动太小，难以检测而失败。后来人们又提出了高频注人法，其主要思想是用电机固有的空间凸极或凸极效应可以实现对转子位置的检测，这种方法与转速没有直接关系，有效克服了反电动势法的 缺陷。文献〔3]提出通过处理电流高频响应，采取求导取极值计算电机的初始位置，但这种方法存在震荡现象，高频电流也会因滤波器移相导致检测误差，并且也没有给出电 机N/S极极性检测方法。文献【4]提出在电机中注人幅值相同、方向不同的系列脉冲，检测并比较相应电流的大小来估计转子的位置。这种方法可行但是对注入脉冲的电压幅 值和时间控制要求比较高，操作复杂，检测时间过长。文献[[5][6]通过注人高频信号引起PMSM的d,q轴磁链饱和程度差异实现初始位置检测，这种方法高频电流信号提取复 杂，容易带来计算误差，难以做到转子位置的实时检测跟踪。文献〔7l所使用的电机经过特殊设计，不具普遍性，仅适用于理论研究。 为了解决以上方法的存在的问题，本文提出了一种基于旋转高频电压注人法的永磁同步电机转子初始位置检测的新方法。在电机静止状态下，通过向电机定子三相绕组中注入高频电压信号，利用电机凸极效应，通过处理高频电流响应，得出转子的位置信号。为此，本文进行了仿真研究，实现了转子d轴位置和N/S极极性的快速、准确检测。 2高频激励下的永磁同步电机的数学模型
foc高频注入法和磁链观测法 随着科技的不断进步，人们对于电磁场的研究也越来越深入。在电磁场研究中，foc高频注入法和磁链观测法是两种常用的实验方法。本文将分别对这两种方法进行介绍和分析。 我们来了解一下foc高频注入法。foc高频注入法是一种通过在物体表面注入高频电流来产生电磁场的实验方法。这种方法适用于对电磁场进行定量测量和研究。在实验中，我们可以通过将高频电流注入到物体表面，利用感应原理来测量电磁场的分布和强度。这种方法具有操作简便、测量精度高等优点，因此被广泛应用于电磁场的研究和应用实践中。 接下来，让我们来了解一下磁链观测法。磁链观测法是一种通过观察磁链的变化来研究电磁场的实验方法。在实验中，我们可以通过在电磁场中放置一个磁铁或者线圈，利用磁感应强度的变化来观测电磁场的分布和强度。这种方法具有非接触式测量、实时观测等优点，因此在电磁场的研究和应用中得到了广泛的应用。 那么，foc高频注入法和磁链观测法有何区别呢？首先，这两种方法的原理不同。foc高频注入法是通过注入高频电流来产生电磁场，而磁链观测法是通过观察磁链的变化来研究电磁场。其次，这两种方法适用的场景也有所不同。foc高频注入法适用于对电磁场进行定量测量和研究，而磁链观测法适用于对电磁场进行实时观测和分
析。此外，这两种方法在实验操作和测量精度上也存在一定的差异。 在实际应用中，foc高频注入法和磁链观测法都发挥着重要的作用。foc高频注入法可以用于电磁场的定量测量和研究，例如在电磁兼容性测试中，可以通过foc高频注入法来测量设备的电磁辐射和抗干扰性能。而磁链观测法则可以用于电磁场的实时观测和分析，例如在医学影像中，可以通过磁链观测法来观测人体内部的磁场分布，从而实现对疾病的诊断和治疗。 总结起来，foc高频注入法和磁链观测法是两种常用的电磁场实验方法。它们在原理、适用场景和应用领域上都有所差异，但都发挥着重要的作用。在未来的研究和应用中，我们可以根据实际需求选择合适的方法，以便更好地研究和利用电磁场的特性。
基于无滤波器高频方波注入的IPMSM无传感器控制策略傅睿潇;黄守道;王海龙;王家堡 【摘要】本文提出了一种基于静止坐标系的高频方波电压注入方法.该方法是通过在α∞静止坐标轴系中注入高频方波电压,从而得到高频电流响应来估算永磁同步电机的转子位置.该方法采用高注入频率,从而可以减少转子电阻的影响,提高估计精度.其次,该方法在信号处理过程中无需滤波器的使用,因此控制系统的带宽得到了提升.此外,为准确地估计转子位置,本文采用了比传统PI观测器的估计精度更高、抗扰动能力更强的扩张状态观测器(Extended State Observer,ESO).最后,在一台1.5kW的内置式永磁同步电机上进行了实验,实验结果证明了在低速情况下本文提出的无传感器控制方法能取得优异的结果. 【期刊名称】《大电机技术》 【年(卷),期】2018(000)006 【总页数】6页(P6-11) 【关键词】内置式永磁同步电机;无位置传感器;高频注入;低速;ESO 【作者】傅睿潇;黄守道;王海龙;王家堡 【作者单位】湖南大学,长沙410000;湖南大学,长沙410000;湖南大学,长沙410000;湖南大学,长沙410000 【正文语种】中文 【中图分类】TM351
永磁同步电机因其转矩密度大、效率高而在电动车驱动、舰船推进、数控系统及家用电器等领域得到广泛应用。高性能的永磁同步电机控制技术如矢量控制需要转子精确的位置信息。通常转子位置信息由机械式位置传感器获得，然而该传感器的安装会增加系统的成本和尺寸，并降低系统的可靠性，且在特殊环境中无法使用机械式传感器，为了解决以上问题，国内外学者提出了无位置传感器控制技术[1-3]。 永磁同步电机无传感器策略主要有滑模观测器、扩展卡尔曼滤波器、模型参考自适应控制[4-6]。这些方法都是通过检测反电动势再利用电机模型得出转子位置，然 而在低速甚至零速的情况下，反电动势幅值太小，信噪比太低，因而无法准确提取来估计转子位置。相比之下，高频注入法在低速和零速下有着较大的优势[7-9]。 高频注入法基于电机凸极性，利用包含转子位置信息的电机高频模型电感矩阵来实现无传感器控制，通过注入高频电压或电流信号，可以从响应信号中提取转子位置。本文提出了一种基于静止α(β)参考系的方波电压注入无传感器控制策略，通过将 高频方波电压注入到定子静止参考系的α(β)轴上，高频响应电流将随位置改变而 波动，从而得到转子位置。整个信号处理过程中无需使用滤波器，可以大大提高系统带宽，注入高频方波信号可以更好地消除定子电阻的影响。同时，采用ESO进 行转子位置观测，提高了收敛速度和控制精度和抗扰动能力。最后，进行了仿真和实验的验证，证明了该方法的有效性。 IPMSM在dq旋转坐标系下的电压数学模型为 式中，ud，uq分别为dq轴电压分量，id，iq分别为dq轴的电流分量；Rs代表定子电阻；Ld，Lq分别为定子dq轴电感；p表示微分算子；ωe为转子电角速度；Ψf表示永磁体磁链。 从dq旋转坐标系到αβ静止坐标系有转换矩阵 于是把式（1）通过转换矩阵变换到αβ两相静止坐标系得到： 式中，uα，uβ分别为静止两相坐标系αβ轴电压分量；iα，iβ分别为静止两相坐
表贴式永磁同步电机的高频脉振电压注入法 1. 引言 表贴式永磁同步电机是一种新型的电机类型，其具有高效率、高功率 密度、低噪音等优点，在电动汽车、风力发电等领域有着广泛的应用。在控制表贴式永磁同步电机时，高频脉振电压注入法是一种有效的控 制策略，本文将对该方法进行全面评估，并探讨其在表贴式永磁同步 电机控制中的作用。 2. 高频脉振电压注入法概述 高频脉振电压注入法是一种用于表贴式永磁同步电机控制的方法，通 过在电机绕组中注入高频脉冲电压，可以激励出高频谐波电流，从而 实现电机电磁特性的改变，进而实现对电机转矩与速度的控制。在传 统的矢量控制策略中，由于电机的自感与电容的存在，难以实现高频 电流的注入，而高频脉振电压注入法则可以有效克服这一难题，从而 提高了电机的动态响应性能。 3. 高频脉振电压注入法的原理与特点 高频脉振电压注入法通过在电机绕组中注入高频脉冲电压，产生高频 谐波电流，从而改变电机的磁链特性，进而实现对电机的转矩和速度
的控制。其特点包括高精度、动态性能好、适用范围广等优点，在表贴式永磁同步电机的控制中具有重要的意义。 4. 高频脉振电压注入法的应用及效果 在表贴式永磁同步电机的控制中，高频脉振电压注入法可以有效地提高电机的动态性能、抑制谐波、提高效率等方面起到了重要作用。特别是在电动汽车、风力发电等领域，高频脉振电压注入法可以更好地实现电机的精准控制，提高系统的整体性能。 5. 个人观点和总结 高频脉振电压注入法作为一种先进的电机控制方法，在表贴式永磁同步电机的控制中具有重要意义。通过本文的讨论，深入了解了高频脉振电压注入法的原理、特点和应用，认识到了其对电机控制性能的重要作用。相信随着技术的不断发展，高频脉振电压注入法将在表贴式永磁同步电机控制中发挥越来越重要的作用。高频脉振电压注入法作为一种先进的电机控制方法，在表贴式永磁同步电机的控制中具有重要意义。通过在电机绕组中注入高频脉冲电压，可以激励出高频谐波电流，从而实现对电机的转矩和速度的精准控制。这种方法在电动汽车、风力发电等领域有着广泛的应用，能够提高电机的动态性能、抑制谐波、提高效率等方面起到了重要作用。
脉振高频信号注入法误差分析 刘海东;周波;郭鸿浩;刘兵;李洁;徐学海;时仁帅 【摘要】为了分析永磁同步电机系统各参数对脉振高频信号注入法位置估计误差的影响,以便有针对性地减小位置估计误差,提高无位置传感器控制技术的性能,首先对脉振高频电压信号注入情况下永磁同步电机直交轴电压进行了分析,并根据交轴基波电压得到位置估计误差公式;之后通过对位置误差公式进行数值分析,总结出控制器频率、逆变器直流母线电压及脉振高频信号电压幅值对位置估计误差大小的影响规律;最后对位置误差分析结果进行了实验验证. 【期刊名称】《电工技术学报》 【年(卷),期】2015(030)006 【总页数】7页(P38-44) 【关键词】永磁同步电机;无位置传感器;脉振高频信号注入;位置估计误差 【作者】刘海东;周波;郭鸿浩;刘兵;李洁;徐学海;时仁帅 【作者单位】江苏省新能源发电与电能变换重点实验室(南京航空航天大学)南京210016;江苏省新能源发电与电能变换重点实验室(南京航空航天大学)南京210016;江苏省新能源发电与电能变换重点实验室(南京航空航天大学)南京210016;江苏省新能源发电与电能变换重点实验室(南京航空航天大学)南京210016;江苏省新能源发电与电能变换重点实验室(南京航空航天大学)南京210016;深圳市蓝海华腾技术股份有限公司深圳 518055;深圳市蓝海华腾技术股份有限公司深圳 518055
【正文语种】中文 【中图分类】TM301 1 引言 永磁同步电机驱动通常需要通过位置传感器获取转子的位置和速度信号。机械位置传感器的存在增加了系统的复杂性和成本，降低了系统的可靠性，同时也限制了永磁同步电机在一些特殊场合的应用。基于脉振高频电压信号注入法的无位置传感器控制技术通过在估计转子位置注入脉振高频电压信号，检测其交轴电流响应，利用电机的结构凸极或饱和凸极特性估计转子位置[1-4]。该方法简单易行、快速性好、具有较高的精度且无需精确电机参数，已经引起了相关领域研究人员的广泛关注[5]。 永磁同步电机无位置传感器控制的位置估计误差大小是评价其性能的重要指标。虽然理论上讲基于脉振高频电压信号注入法的永磁同步电机无位置传感器控制系统在稳态时系统误差为零，然而，在大量的研究实验中发现，在该方法的应用过程中误差总是难以避免。当前人们对于位置估计误差的来源多归因于电机的高频信号模型不够精确。为了补偿由于理论推导时的工程近似或者电机运行时参数的变化所导致的误差，一种思路是建立更为复杂精确的永磁同步电机高频信号模型[6-12]，在此基础上进行控制或补偿；另一种思路是将脉振高频信号注入法与自适应控制方法或滑模观测器等现代控制理论相结合[13-16]。这些研究工作在一定程度上解释了脉 振高频信号注入法误差的来源，并针对性地提出了减小位置估计误差的方法。 然而，当前关于脉振高频信号注入法位置估计误差的研究工作仍有不足之处。首先，位置估计误差的来源并不能简单归因于理论推导时的数学建模不够精确。实际操作过程中的无位置传感器控制系统非常复杂，即使数学模型足够精确，由于数字控制
TSMC-PMSM系统的高频信号注入法低速控制 宋卫章;马宝剑;汪丽娟;钟彦儒;严骅 【摘要】针对双级矩阵变换器(TSMC)驱动永磁同步电机(PMSM)系统低速区,基于反电动势的传统速度估算方法失效的问题,将脉振高频电压注入法首次拓展至此系统,通过注入高频电压信号并检测转子电流响应获取转速信息,实现低速下速度准确估算.分析了不同注入信号对该算法的影响,根据需求选择了IIR滤波器作为该算法滤波器,给出了滤波器传递函数和设计步骤,为系统实现提供了依据.实验结果验证了方案的可行性和有效性. 【期刊名称】《电气传动》 【年(卷),期】2014(044)012 【总页数】6页(P21-25,66) 【关键词】双级矩阵变换器;永磁同步电动机;脉振高频电压注入法;低速控制 【作者】宋卫章;马宝剑;汪丽娟;钟彦儒;严骅 【作者单位】西安理工大学自动化学院,陕西西安710048;西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,陕西西安710049;西安理工大学自动化学院,陕西西安710048;西安理工大学自动化学院,陕西西安710048;西安理工大学自动化学院,陕西西安710048;西安理工大学自动化学院,陕西西安710048 【正文语种】中文 【中图分类】TM351
矩阵变换器因具有优良输入输出性能而被广泛研究，存在传统矩阵变换器（conventional matrix converter，CMC）和双级矩阵变换器（ΤSMC）两种拓扑结构。相对CMC，ΤSMC是一种比CMC更具发展潜力的新型电力变换器［1-2］。 永磁同步电机（PMSM）因具有高功率密度和高效等优点而被应用于各个领域，PMSM的精确控制依赖于转子位置信息，而速度传感器的安装不仅使电机体积和成本增加，而且限制了其使用场合［3-4］，因此PMSM的无速度传感器控制策略的研究成为该领域的一个研究热点。 目前PMSM无速度传感器算法大都是利用反电势来估算转速［5-6］，中高速区反电势幅值较大，速度估算算法性能优良，但低速区反电势幅值较小，ΤSMC脉动的直流电压使输出含有大量谐波，更加剧了低速区反电势脉动，从而导致速度估算算法失效［7-8］。脉振高频电压注入法是一种利用凸极效应为基础的速度估算算法，基本不受上述因素影响，非常适合ΤSMC-PMSM反电势波动较大的系统［9-10］，为此本文将此算法拓展至ΤSMC-PMSM系统中，并通过注入高频电压信号获取转子电流响应，从而估算出转速。实验结果表明，采用该算法在实现低速速度精确估算的同时，使系统仍具有良好动静态输出性能，ΤSMC拓扑架构的采用确保了“绿色”输入性能。 ΤSMC-PMSM无速度传感器矢量控制原理如图1所示，采用励磁给定电流为零的控制策略，系统由电流、速度双闭环结构组成［6］，其中速度估算是关键，利用脉振高频电压注入法观测速度。 2.1 高频电压注入法估算原理 dq坐标系下PMSM数学模型为 式中：Ld，Lq为电机dq轴电感；id，iq为电机dq轴电流分量；ud，uq为电机dq轴电压分量；ωe为电机转子电角频率；R为电机定子电阻；Ψf为永磁体产生
此主题相关图片如下： 式中：为静止d-q坐标系中注入高频载波电压，为载波电压矢量幅值。 SPWM电压源型逆变器供电拖动系统中，可以逆变器将高频载波信号直接加电机基波励磁上，如图1所示。此时，电机端电压为 此主题相关图片如下： 式中：为基波电压矢量幅值。 此主题相关图片如下： 图1 电流型PWM电压源逆变器高频信号注入法原理图 高频载波信号频率一般取1kHZ左右，远远高于基波频率，载波电压信号励磁时，电机阻抗主要取决于电机自感，此时电机模型可以简化为 此主题相关图片如下： 电机每一个极距范围内只呈现出一个空间凸极，那么以基波频率同步旋转d-q坐标系中，电机定子电感可以表示为 此主题相关图片如下： 静止d-q坐标系中，上式可以进一步转化为
此主题相关图片如下： 式中：为定子平均电感，为定子微分电感，为以电角度表示凸极位置。 载波电压矢量作用有凸极效应电机中，产生出载波电流矢量包含有正相序和负相序两个分量，即 此主题相关图片如下： 式中载波电流正、负相序分量幅值分别为： 此主题相关图片如下： 其中，正相序分量不包含位置信息，其幅值与平均电感成正比；负相序分量包含位置信息，其幅值与微分电感成正比。 提取载波电流负相序分量相角中包含凸极位置信息，必须滤除基波电流和载波电流正相序分量。基波电流与载波电流频率相差较大，可简单采用带通滤波器滤除。载波电流正相序分量与负相序分量旋转方向相反，可以先将载波信号电流转换到与载波信号电压同步旋转参考坐标系中，使载波电流正相序分量呈现成直流，再利用高通滤波器将其滤除。这种同步高通滤波器框图如下列图所示： 此主题相关图片如下： 图2 同步高通滤波器 滤除定子电流基波分量和正相序载波电流分量后，可利用转子位置跟踪观测器实现转子空间位置自检测。跟踪观测器采用外差法，单位幅值载波电路负相序分量与实际载波电流负相序分量矢量叉乘获转子位置误差信号。即 此主题相关图片如下： 此主题相关图片如下：