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直线电机无速度传感器技术综述

线性感应电机无速度方案综述

0背景

直线异步电机牵引系统是一种新型的轮轨支撑、导向和非粘附直接驱动的交通方式,广泛应用于低速磁悬浮列车、城市地铁和轻轨重量。与旋转电机牵引机车相比,具有系统整体能耗低、造价低、爬坡能力强、转弯曲径小、振动噪声低等优点,特别适合人口密集大城市交通。在日本和加拿大LIM大量研究和开发驱动系统的产品。

目前,中低速磁悬浮驱动系统一般采用单边短初级长直线感应电机,电机运行,初次、二次保持一定的机械间隙,其速度检测不同于旋转电机,现有的速度检测方法有雷达定位、测量轨枕、交叉感应回路等,这些方法必须铺设专用检测和支撑设备,速度成本高,维护麻烦,由于设备故障或外部干扰导致电机控制故障。因此,单边直线感应电机的无速传感器控制非常有价值。

直线感应电机无速度传感器方案

许多现有的无速传感器识别技术只针对定转子对称的旋转电机。单边直线感应电机速度识别的最大问题是,在动态纵向边缘效应的影响下,二次进出波磁场涡流导致电机速度增加而不是线性衰减,输出电磁推力特性变软,速度波动较大。目前,对单侧直线感应电机的研究主要集中在等效电路参数、边缘效应补偿和推力法向力特性等方面。对无速度传感器控制的研究很少,主要有以下方案:

1,MahmoudA 通过MRAS利用最小电压损失开关切换技术,估计动子转速降低电压损失和谐波含量,最终通过模拟验证方案的可行性;

2,XuQiwei滑膜观测器采用无速度传感器技术,改善积分平面,减少稳态误差,有效抑制积分饱和。最后,建立了验证策略有效性的模拟模型;

3,PLiu 建议用模糊模型描述直线感应电机的非线性数学模型,并根据虚拟二次磁链状态构建模糊控制器来估计电机的速度。完整的算法涉及更多的相关参数。

4,Chin-IHuang提出了线性感应电机的非线性自适应控制器来估计速度。该方案只检测主电流,考虑到线性感应电机独特的边缘效应,最终验证了控制器的稳定性。

5,邓江明提出以次级磁链为状态变量,推导出线性感应电机全过程速度识别函数,包括入端波的影响,并使用反馈广义积分器控制稳态速度脉振,模拟和实验证了算法的有效性。

2展望

LIM由于纵向磁路断裂,初级间隙较大,其特性分析比较RIM更复杂的是,无速度传感器方案依赖于准确的电机模型分析。目前,常用的方案是在考虑许多非线性因素的基础上,建立尽可能接近实物的数学模型,并在此基础上设计控制器。

标签: 振动速度传感器重要参数

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