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无轴承永磁同步电机的转子磁场定向控制研究 总被引:17,自引:7,他引:17
无轴承永磁同步电机由于功率密度大、转矩脉动低等优良特性受到了高度重视。文中针对一类表面贴装式无轴承永磁同步电机,详细推导出径向悬浮力表达式,建立了准确的数学模型。针对电磁转矩和径向悬浮力之间耦合的特点,采用了基于转子磁场定向的控制策略来实现这类无轴承永磁同步电机的非线性解耦控制。实验证明了该控制算法的有效性。该控制算法对插入式转子结构和内装式转子结构的无轴承永磁同步电机的控制系统设计具有一定的借鉴作用。 相似文献
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无轴承永磁同步电机控制系统设计与仿真 总被引:18,自引:7,他引:18
无轴承永磁同步电机是自身具有磁悬浮轴承功能的新型特种电机,是一个复杂的强耦合的非线性系统,建立无轴承永磁同步电机径向悬浮力和电机数学模型,是设计无轴承永磁同步电机控制系统的前提,实现其径向悬浮力和电磁转矩之间的解耦控制是电机稳定运行的基本条件。该文在介绍无轴承永磁同步电机径向悬浮力产生原理的基础上,推导了径向悬浮力和电机数学模型,采用基于转子磁场定向控制策略设计了无轴承永磁同步电机矢量控制系统,利用Matlab的Simulink工具箱构建了矢量控制系统,对无轴承永磁同步电机的转速、转矩及转子起浮性能进行了仿真。仿真结果表明控制系统不仅可以实现转子稳定悬浮,而且电机具有良好的动态性能。 相似文献
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基于转子磁场定向的无轴承异步电机逆系统解耦控制 总被引:1,自引:0,他引:1
无轴承异步电机是一个多变量、强耦合、非线性的系统,根据无轴承异步电机的运行机理,推导了旋转力和径向悬浮力方程,建立了基于转子磁场定向的电机的状态方程,根据状态方程分析系统的可逆性,应用α阶逆系统的方法实现了径向悬浮力与旋转力之间、径向悬浮力之间的动态解耦;并采用线性综合方法设计了系统的闭环控制器。仿真结果表明,系统具有良好的动、静态性能。 相似文献
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无轴承异步电机的转子磁场定向控制 总被引:36,自引:28,他引:36
由于无轴承异步电机是一个强耦合的复杂非线性系统,因此其所采用的基于转矩绕组气隙磁场定向的控制算法存在在着一些局限性,诸如控制运算量较大,固有的最大转矩限制以及难于实现自适应控制等。基于此,提出了一种基于转矩绕组转子磁场定向的控制算法,由于转子磁场定向控制的引入,调速性能得以保证,而且使用中更具灵活性(如便于实现自适应控制等),另一方面,径向悬浮控制所需的转矩绕组气隙磁链值可以在转子磁场定向控制的基础上通过系统辨识获取,这样转子稳定的悬浮也能同样得出保证,实验证明了文中提出的控制算法的有效性。 相似文献
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在介绍无轴承电机径向力产生机理的基础上,全面考虑产生径向力的因素,建立其径向力和转矩的数学模型.采用有限元计算和分析方法,研究了电机气隙磁场分布、径向力大小与径向力绕组电流和极对数之间的关系,并进行了实验研究.研究结果对无轴承永磁电机的优化设计及控制系统设计具有重要的指导意义和参考价值. 相似文献
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无轴承永磁同步电机转子质量不平衡补偿控制 总被引:1,自引:0,他引:1
在旋转机械中,由于转子质量的不平衡会导致沿旋转方向的振动,严重影响了系统的动态特性及安全运行,特别是对具有较高速度的悬浮转子来说,不平衡补偿具有重要的现实意义。该文介绍了悬浮转子振动控制原理,推导出悬浮转子的动力学方程。在电磁转矩和径向悬浮力解耦控制的基础上,对无轴承永磁同步电机转子进行了振动补偿控制,基于前馈法设计了不平衡补偿控制系统,并利用Matlab中Simulink工具箱对该系统进行了仿真试验研究。结果表明:基于前馈补偿控制器的振动控制策略能够很好的抑制悬浮转子振动,提高了转子的旋转精度。 相似文献
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无轴承异步电机磁场定向控制策略分析 总被引:7,自引:0,他引:7
针对无轴承异步电机电磁转矩和悬浮力强耦合特性,研究了基于转矩控制绕组气隙磁场定向控制和转子磁场定向控制的无轴承异步电机控制策略,进行了对比分析。分析表明:气隙磁场定向控制中存在最大转矩限制、非线性机械特性,难以实现自适应控制等问题;对转子磁场定向控制而言,当负载或转速变化时,由于转矩控制绕组转矩电流变化将导致气隙磁场发生改变,如果仍以转子磁场近似替代气隙磁场作为悬浮依据,必然影响到悬浮控制性能。文中通过仿真和实验对以上2种控制策略下的系统动、静态性能进行了分析和比较,结果验证了以上所述观点的正确性。 相似文献
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无轴承电机是电机领域的研究热点,无轴承感应电机的变频器驱动技术是无轴承电机控制的重要部分。该文介绍了利用电压空间矢量技术(SVPWM)进行无轴承感应电机逆变器控制的算法原理,并且通过SIMULINK进行了仿真验证。仿真结果显示,设计的系统满足无轴承电机控制系统的需要,具有一定的实用价值。 相似文献
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为提高永磁同步电机(PMSM)的运行精度,解决传统SPWM调制技术在电机控制中母线电压利用率低的问题,介绍了电压空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)的原理和实现方法,在Matlab/Simulink环境下采用SVPWM技术构建了PMSM双闭环矢量控制模型。仿真结果验证了该系统设计的有效性,为实际PMSM控制系统的设计提供了有效依据。 相似文献
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一种基于DSP的变频调速系统的SVPWM控制方法 总被引:2,自引:0,他引:2
矢量控制技术作为交流异步电机控制的一种方式已成为高性能变频调速系统的首选方案,空间矢量脉宽调制SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation)方式因具有比SPWM调速方式更优异的性能而得到了广泛应用.简要介绍了电压空间矢量脉宽调制和矢量控制的基本原理,运用TI公司面向电机控制推出的新一代数字信号处理器芯片TMS320LF 2407.提出了一种实现SVPWM方法.并给出了变频调速系统的全数字化实现。通过对实际电机进行控制实验,得到的结果表明此方法是切实可行的.控制系统具有优良的动静态性能、较高的控制效果,有广泛的应用前景. 相似文献
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针对传统无轴承永磁同步电机内部两套绕组结构复杂、可靠性低等缺点,提出了一种新型双三相绕组结构的无轴承永磁同步电机。电机采用分布式绕组结构并分为两个空间对称的独立三相绕组单元,通过两个三相逆变器在两个绕组单元中同时通入两组不同序列的电流实现电机的无轴承运行。推导了悬浮力与转矩数学模型。在Ansoft中建立有限元模型,分析了电机在两组电流控制下的磁场分布状况,分别计算了悬浮力与转矩随电流变化的关系,以及偏心磁拉力与转子偏移量的关系,仿真模型计算结果与理论模型计算结果基本吻合。建立了一种控制电机对称相电流不平衡的控制策略,将电机等效为两个普通三相电机,两个电机控制部分中的空间矢量脉宽调制模块SVM所需的信号由转矩电流参考值和悬浮力电流参考值合成再调制得到。采用Matlab软件构建了仿真系统,仿真结果表明,本文提出的双三相无轴承永磁同步电机在该控制策略下能够实现转子的高速旋转与稳定悬浮。 相似文献
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基于SVPWM矢量控制变频仿真分析 总被引:2,自引:0,他引:2
为了给变频调速系统提供必要的设计参数,依据空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)基本原理.介绍了异步电动机及SVPWM算法在Matlab/Simulink环境下的建模过程及基于矢量控制理论的变频调速系统动态模型建立。详细地阐述了实现仿真的方法,并针对仿真中的关键问题及系统的仿真结果进行了分析。仿真结果表明,采用该控制系统,电压及转矩波动小,转速响应迅速,系统的各项指标都满足电机实际运行特性要求。其仿真算法对于实现数字化控制变频调速系统具有一定的价值。 相似文献
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为了实现五自由度无轴承永磁同步电机的高性能控制,提出一种基于Takagi-Sugeno(T-S)型模糊神经网络逆系统的自抗扰控制方法.首先,基于五自由度无轴承永磁同步电机(5-DOF BPMSM)的结构及运行原理,建立五自由度无轴承永磁同步电机的数学模型,并对数学模型进行了可逆性分析.其次,利用T-S型模糊神经网络的非... 相似文献
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针对无轴承异步电机电枢绕组气隙磁链幅值和相位辨识问题,采用电流模型辩识电枢绕组气隙磁链;为了消除悬浮控制算法对气隙磁链相位的影响,应用预测控制实现电枢绕组气隙磁链控制相位零延迟.对无轴承电机径向悬浮力控制、基于电流模型的电枢绕组气隙磁链辩识算法以及气隙磁链相位预测进行研究;对样机在空载运行、3 000 r/min下恒速及1 000~3 000 r/min变速情况下进行悬浮控制实验.实验结果表明,电流模型法满足悬浮控制系统辨识电枢绕组气隙磁链的要求,相位角预测消除了控制延迟对气隙磁链相位的影响. 相似文献