搞电机的博客

永磁同步电机的工作根据电压电流的方向可以分为四种状态：其中电动工况容易理解，逆变器将母线的直流电转化为交流电，驱动三相逆变电桥的占空比越大输出交流电压越高，电机转速越高。但是发电工况则没那么容易理解，即使输出电压远小于母线电压，发电工况下电流依然能够流入母线，很多应用中为了避免发电工况下抬升母线电压，使用制动电阻消耗发电产生的能量，而新能源汽车则使用电池储存发电工况产生的能量以提升续航能力。接下来本文将从能量角度、系统角度、电路角度三个角度来具体分析永磁同步电机发电工况。

电流环参数自整定是通过程序计算电流环PI调节器增益以实现环路响应仅受用户设定PI调节器带宽影响，而和电机本身参数无关的目的。 本文分析电流环参数自整定背后的原理，并通过仿真进行验证。

在电机转子位置估算算法中，常常用到锁相环获取磁链信号或反电势信号中的转子位置信息，考虑到包含转子位置信息的磁链信号或反电势信号多被分解在α,β轴，以下内容侧重分析适用于该工况的正交锁相环。

在对产品体积及成本有较高要求时，单电阻电流采样方案foc进入我们的视野。理论上，单电阻电流采样方案可以实现和二电阻、三电阻电流采样同样的效果，唯一美中不足的是，单电阻电流采样方案没办法实现高调制比，不过这并不影响单电阻电流采样方案的广泛应用。本文从单电阻电流采样原理出发，深入分析相关理论及时序，并通过simulink仿真实现相关算法。

本篇文章将通过永磁同步电机基波模型估算转子位置的方法进行了分类整理，概括通过反电势估算角度、通过转子磁链估算角度、闭环类方案，三种不同思想，逐个分解，分别简述了其核心原理，并概况了不同方案的不同思想，给出相关论文供参考。......

永磁同步电机转子位置估算专题将作为一个系列来写，将永磁同步电机常用的电机位置估算法方法分解为若干子类，再逐个写具体原理。文章风格与其他文章一致，保持通俗易懂，又不失深度。本篇为该专题的一个开题之作，先理解转子位置角指的什么角，并和数学模型联系起来。

经典的svpwm把逆变器可以输出的电压范围划分为6个扇区，对于参考电压矢量，先计算矢量在哪个扇区，然后根据不同扇区计算合成参考电压矢量所需的有效发波时间t1，t2，最后把t1，t2映射为三个桥臂的导通时间。 中点平移法svpwm则是先把电压矢量分解为三相电压，然后根据三相电压的大小上下平移电压，使电压输出范围最大化。相比较经典的svpwm实现方法，该方法计算量小，并且个人认为，原理更容易理解。

之前写过foc通俗讲义，讲foc控制的原理以及其优势，但是并没有深入去分析其时序，也没有分析其具体实现，今天写一篇时序相关的文章，具体分析foc流程，并思考其中一些细节之处的设计。为了便于讲解，我使用simulink搭建了一个模型，使用matlab function从实现一个pwm定时器开始，实现了svpwm调制，坐标变换，等。使用matlab function编写模块，作为模板共享，更方便其他用户的改造，也便于不熟悉simulink的小伙伴理解。除了基础的foc框架外，还考虑了时序相关处理，采样及foc计

永磁同步电机控制算法中，相电压是一个很关键的状态量。目前的方案中有以下几种方式处理相电压。方式1，使用给定电压代替反馈电压。该方式得到相电压最为简单，同时计算量最小。可以省掉3路adc资源占用。但是因为死区及逆变器的非线性影响，给定电压与真实的相电压之间有一个无法精准计算的误差。并且在同步机低速工作时，这个误差占比很大，会严重影响控制性能。方式2，电路上添加截至频率接近开关频率的rc滤波，通过adc采集相电压信号。该方法能够获取更真实的电压信号，增加的计算量也不大。但是采样信号中依然包含一定成分的开关噪

引言最近对环路进行了一些思考，我们知道对于永磁同步电机的电流环控制，往往假定电流环的控制对象是电阻和电感的串联，这样的一个系统开环响应类似于一阶惯性系统，适合使用pi控制，并且可以根据电机的定子电阻和电感设置pi参数达到较好的控制效果。但是实际上，当电机运行起来之后，dq轴之间会存在明显的耦合，更不理想的是，q轴的电压中，占主导成分的是反电动势，在一些对环路响应要求较高的场合，使用pi控制并无法实现理想的效果。在速度环应用pi控制也有类似的问题，在一些负载不断变化的应用场景下，如风机类负载，不可能做到一组

引言在一些要求低速大负载的永磁同步电机无传感器驱动方案中，仅靠电机的基波模型很难实现理想的带载能力。上一篇文章中使用基于电压电流模型的磁链观测器进行位置估算，在仿真中取得了良好的效果。但是因为开关器件的非线性，电流采样误差等因素，实际硬件实现过程中低速带载能力跟仿真效果还是有一定差距。为了实现有效的低速带载，有必要研究更可靠的方案。前面提到的滑膜法位置估计以及电压电流模型实现的位置估计都是建立在电机参数已知的前提下。两种方式都是通过分离出电机模型中包含转子位置信息的成分去解算转子位置。对电机参数依赖较强

文章目录概述1、定子电阻离线辨识1.1、定子电阻离线辨识原理1.2、定子电阻离线辨识的误差来源及补偿方法1.3、电阻离线辨识的具体方法方法一方法二2、定子电感离线辨识2.1、定子电感离线辨识原理2.1.1 输入阶跃电压2.1.2 输入脉冲电压2.1.3 输入高频电压2.2、电感辨识的具体方法及误差来源2.2.1、零状态响应法2.2.2、斜率法2.2.3、高频电压法3、永磁体磁链辨识3.1、永磁体磁链常数辨识原理及方法3.2、永磁体磁链常数辨识仿真验证3.3、小结概述永磁同步电机在使用转子磁场定向(foc

目录1、电阻电感参数的测量1.1、使用电桥测量1.2、没有电桥情况下测量2、磁链常数的测量1、电阻电感参数的测量1.1、使用电桥测量电桥测量相电阻，相电感的方法非常简单，任意两相之间电阻电感，相电阻Rs，相电感Ls均等于测量值除以2。此处重点说明测量直轴电感交轴电感Ld、Lq的方法。对于永磁同步电机，任意两相之间电感跟电机转子位置相关，有如下关系：根据上式测量任意两相之间电感，缓慢手动旋转电机180度电角度，电感值大致呈正弦变化。记录两相电感的最大值和最小值。Lq = Max(Lab)

Simulink永磁同步电机控制仿真系列六：使用电压电流模型的位置估计引言1、电压电流模型简介1.1.αβ坐标系下的电压方程1.2. αβ坐标系下的磁链方程1.3. 磁链很重要2、建模实现2.1、理论与现实的差异2.2 、仿真验证而已2.3 、误差校正3、转子位置观测器3.1、搭建一个真正的观测器3.2、看看效果引言上一篇文章中提到了使用滑膜观测器通过估计反电动势实现转子位置解算，本质上，反电动势由转子磁链旋转而产生，直接观测转子磁链同样能够得到转子位置。本文将基于永磁同步电机的电压电流模型，直接对转子

引言到此为止，永磁同步电机控制相关文章已经写了7篇，其中simulink仿真系列文章5篇，控制笔记系列文章2篇，恍惚间感觉少了一篇概论，在此插入一篇，也算是对入坑电机控制一年半来的知识梳理。文章目录引言一、同步电机是怎么转起来的二、什么样的旋转磁场效率最高三、怎么精准控制旋转磁场的方向四、怎样调节dq轴电流一、同步电机是怎么转起来的永磁同步电机结构如下：外围是定子绕组，中间为永磁体，设...

引言应用于永磁同步电机的转子位置估计方法有多种，常用观测电机反电动势或观测电机磁链的方式估计转子位置，针对不同的观测状态量又有多种不同的观测方法。以下使用滑模观测器观测电机反电动势，进而估计永磁同步电机转子位置。一、 滑模观测器位置估计原理简介1.当电机转动起来后，在定子绕组切割永磁体磁感线产生反电动势（发电机原理），当αβ轴方向反电动势已知时，电机转子位置可以确定。θe = arctg(...

引言在进行电机矢量控制时，需要通过坐标变换将三相电流ia,ib,ic转换为id,iq，要实现正确的坐标变换，必须知道电机转子的准确位置，很多电机安装有霍尔传感器，根据霍尔传感器在任何状态都可以准确的确定电机转子所在扇区，但是有些高精度电机采用旋转变压器，或通信式绝对位置传感器做位置传感器，传感器的机械0点和电气0点又常常有偏差，这时就有了初始角度辨识的需要。1、 辨识原理令初始角度为θ0，从...

文章目录一、实现电流闭环二、实现转矩闭环Simulink永磁同步电机控制仿真系列文章已经发布两篇，每篇文章都开源simulink仿真模型。在此抄录前两篇文章地址，供有需要的朋友查阅。Simulink永磁同步电机控制仿真系列一：让电机动起来Simulink永磁同步电机控制仿真系列二：闭环控制前的准备工作一、实现电流闭环本次实验在第二篇文章的基础上进行，Simulink永磁同步电机控制仿真系...

一、 逆变器输出范围根据逆变电桥6个开关管状态可以定义如下图8组矢量。其中1表示上桥开下桥关，0表示下桥开上桥关。八组矢量分别用V0(000),V1(001),V2(010),V3(011),V4(100),V5(101),V6(110),V7(111)表示。其中V0(000)表示三相同时接负母线，V7(111)表示三相同时接正母线。V0和V7也称为零矢量。电机任意一相到电机中性点之间电...

文章目录1、开环实验1.1、搭建模型1.2 运行仿真1、开环实验永磁同步电机控制笔记：clark变换park变换示意图中提到，在dq坐标系中，实现了对永磁同步电机的转矩电流和励磁电流解耦控制，也就是说，控制d轴电流就是控制磁场强弱，控制q轴电流就是控制转矩大小。1.1、搭建模型直接控制d轴q轴电流较为麻烦，出现问题不易分析，而相比较控制电流，控制电压复杂度大大降低。根据经验，增大电压，电流...

1、abc坐标系向永磁同步电机通入如下三相电流x = -pi:0.01:pi;u = sin(x);v = sin(x - 2pi/3);w = sin(x + 2pi/3);根据永磁同步电机转矩方程Te = -np * φf * [iu * sin(θ) + iv * sin(θ – 2pi/3) + iw * sin(θ + 2pi/3)]设γ = [iu * sin(θ) +...

1、建一个工程此处随意新建一个空白的simulink模型工程，设置以及参数暂且不管。1.1、导入一个永磁同步电机这里使用Permanent Magnet Synchronous Machine模块。matlab的帮助文档信息量极大，使用新的模块，帮助文档是一定不能错过的，该模块的帮助文档里面详细介绍了输入输出接口的定义，模块的数学模型，模块参数的含义等内容。首先关注的是模块的输入输出，...