无轴承电机涡流无传感器控制方法综述及基于固有霍尔效应的高信噪比方案

《Chinese Journal of Electrical Engineering》：An Overview of Eddy-current Sensor-free Control for Bearingless Machines

　　

摘要：

无轴承电机系统的涡流无传感器控制（ESFC）可减小体积、成本和重量，并降低对输送液体的剪切影响。此外，由于位移值小且信噪比要求严格，在实际中实施 ESFC 算法具有挑战性。本文提供了针对无轴承机的 ESFC 的全面概述。首先，ESFC 方法被分为三类，即参数估计法（ESFC I）、观测器法（ESFC II）以及机器学习和智能算法（ESFC III）。不同的 ESFC 算法在成本、复杂性、应用范围和可行性方面得到了评估和总结。本研究重点关注 ESFC 与速度/位置无传感器控制中信噪比（SNR）的比较分析。此外，提出了一种基于固有霍尔效应的高信噪比 ESFC 方法。最后，实验验证了部分现有 ESFC 解决方案的理论考量和控制算法，并比较了所讨论拓扑结构的实验性能。