一种永磁同步电动机的宽调速范围控制方法

针对永磁同步电动机的宽调速范围应用和弱磁难问题,提出了一种永磁同步电动机的宽调速范围控制方法,该方法基于矢量控制原理,基速以下采用id=0控制,基速以上采用弱磁控制,利用电压外环调节器产生直轴电流参考值id*,不依赖于电机参数,易于数字化实现。提出电流反馈解耦控制方法,实现了d、q轴电流的完全解耦,提高了永磁同步电动机的控制性能。在5.5kW的内置式永磁同步电动机上进行了仿真,扩速倍数可达3倍,转速、转矩控制性能良好,验证了控制方法的有效性,对永磁同步电动机的宽调速范围应用具有实际意义。     

永磁同步电动机一种新型直接转矩控制技术

针对永磁同步电动机传动系统的直接转矩控制技术进行研究,提出一种新型控制方案。该控制方案采用砰砰滞环调节器与电压矢量查询表的方式直接对永磁同步电动机定子电流的激磁电流分量和转矩电流分量进行闭环控制,电流控制更为直接,并且可以容易实现永磁同步电动机的最大转矩电流比控制。文章采用MATLAB仿真软件对该控制技术进行仿真,仿真结果表明了该控制方法对定子电流控制的有效性,也表明系统具有良好的动态性能。最后构建了以数字信号处理器TMS320LF2407为核心的永磁同步电机调速试验系统,验证了该方法的有效性。     

永磁同步电动机直接转矩控制系统的最大转矩电流比控制

在永磁同步电动机直接转矩控制和最大转矩电流比控制理论基础上,研究了永磁同步电动机直接转矩控制驱动系统最大转矩电流比控制的实现。仿真结果表明永磁同步电动机直接转矩控制系统最大转矩电流比控制可以降低定子电流,减小损耗,从而提高系统效率。     

V型内置式永磁同步电动机齿槽转矩削弱方法研究

齿槽转矩的削弱是永磁同步电动机研究的重点之一。根据齿槽转矩解析表达式,研究了最优极弧系数的确定方法。建立了V型内置式永磁同步电机极弧系数的参数化模型,通过修改转子参数,使电机极弧系数趋于最优值,从而永磁电机的齿槽转矩能够得到降低。有限元仿真验证了该方法的有效性。     

铁氧体永磁辅助式磁阻伺服电机齿槽转矩研究

铁氧体永磁辅助式同步磁阻电动机转子为内置式、多层结构,会对电机齿槽转矩产生影响。使用计算机仿真方法研究分布和集中绕组永磁辅助式同步磁阻伺服电动机的齿槽转矩以及降低齿槽转矩的措施,并与钕铁硼永磁同步伺服电机的齿槽转矩进行比较分析。     

永磁同步电动机起动问题的分析与解决

永磁同步电动机的矢量控制要求控制器在电机开始运行之前能获知转子的大概位置以便电机正常起动。在研究基于DSP的永磁同步电动机调速系统过程中,针对上述问题进行了理论与仿真分析,并对永磁同步电动机起动时定子绕组通直流电的方法进行了实验验证,该方法解决了永磁同步电动机转子位置初始化及起动的问题并实现了最大转矩起动。     

永磁同步电动机DTC的初始转子位置估计方法

高性能的永磁同步电动机直接转矩控制需要准确知道电机的初始转子位置,如果初始转子位置估计误差超过了30°电角度,会导致电机起动失败。在永磁同步电动机数学模型的基础上,利用注入高频信号的方法来实现对凸极式永磁同步电动机初始转子位置的准确估计。该方法通过向定子绕组注入高频电压信号,对产生的高频电流分量进行分析和处理,并加入电机的磁极检测,从而实现对永磁同步电动机转子初始位置的准确估计。仿真结果证明了该方法可以准确地估计出永磁同步电动机初始转子位置,具有较好的鲁棒性。     

内置式永磁同步电动机MTPA控制策略研究

考虑到内置式永磁同步电动机磁阻转矩利用率问题，选用最大转矩电流比控制策略，对其电流给定和转矩给定两种控制方式进行研究，并建立了相应的矢量控制模型进行对比分析。仿真结果表明，相比于电流给定，转矩给定的最大转矩电流比矢量控制系统响应速度较快，调速稳定，鲁棒性更好。     

基速以下内嵌式永磁同步电动机控制策略研究

内嵌式永磁同步电动机由于高功率密度、高转矩输出特性在工业生产领域中的应用越来越广泛。本文研究了内嵌式永磁同步电动机的数学模型,分析了它低于基速运行时的直轴电流等于零控制和最大转矩电流比控制。试验结果表明,虽然直轴电流等于零控制方式简单,但最大转矩电流比控制较直轴电流等于零控制有更突出的转矩特性,和更稳定的速度输出特性。内置式永磁同步电动机在基速以下采用最大转矩电流比控制具有更好性能。     

考虑磁路交叉饱和的内置式永磁同步电动机调速控制

内置式永磁同步电动机由于在结构上气隙小,交直轴电感参数差异大,因此其控制性能受参数影响敏感.由于内置式永磁同步电动机的这个特点,它在其整个控制区域,即恒转矩区域和弱磁运行区域,都必须要考虑磁路交叉饱和对电机参数的影响.文章建立了考虑交叉饱和的永磁同步电动机暂态有限元模型,通过有限元模型和修正的电感计算方法对考虑交叉饱和情况下的电机d轴和q轴电感进行了分析计算.并利用有限元模型对电机最佳电流控制角、输出转矩及弱磁控制性能等进行分析.最后用求得的电感参数用于控制并与直接采用有限元方法的分析结果进行比较验证,实验结果表明两者完全吻合.     

模糊自适应控制在永磁同步电机直接转矩控制的应用

提出了一种新的永磁同步电机直接转矩控制方法。永磁同步电机直接转矩控制中,没有任何一个逆变器开关矢量能够产生恰好的定子电压,使该电压可以产生所期望的转矩和磁通变化,因而产生了较大的转矩和磁通脉动,并且逆变器的开关周期不恒定。这种脉动通过控制正反电压矢量作用时间可以降低,提出了一种自适应模糊控制器确定占空比的方法。该控制器输出部分的比例因子可以根据转矩的变化趋势经自适应机构的模糊规则库在线调整,不仅可以使永磁同步电机直接转矩控制系统保持恒定的开关频率,而且可以有效地减小磁链和转矩脉动,特别是低速时的转矩脉动。仿真验证了自适应模糊永磁同步电机直接转矩控制策略的有效性。     

无轴承永磁同步电机的转子磁场定向控制研究

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。     

基于逆变器的永磁同步电机端口特性模拟及控制技术研究

文章提出了一种基于逆变器的永磁同步电机模拟系统,该系统可在电机驱动测试中取代实际电机和机械测试平台。文章采用亚当斯法建立永磁同步电机的数学模型,模拟电机可实时计算出当前时刻电流和转速等电机状态量。采用改进内模控制器,控制逆变器准确跟踪指令电流,保证电机模拟器电流跟踪的快速性和准确性。设计的龙伯格转矩预估观测器,使电机产生高频脉动转矩以抵消电机转矩的波动。对设计的电机模拟器进行空载启动、突加负载2种典型运行状态的验证,仿真结果表明该电机模拟系统性能良好,能够准确高效的模拟永磁同步电机电机端口的电流特性。     

辅助磁障永磁同步电动机的电磁分析与参数优化

辅助磁障永磁同步电动机既具有永磁同步电动机高功率密度、高效率、高功率因数等优势,又兼具同步磁阻电机的宽调速范围、无高温退磁等优点,在调速驱动领域具有广阔的应用前景.在优化辅助磁障永磁同步电动机磁障形状、周边磁桥形状、磁障层数和永磁体占比的基础上,将其与"一"字型和"V"字型内置式永磁同步电动机进行对比分析,借助二维有限...     

基于转子形状优化设计的三次谐波注入式五相IPMSM气隙磁场优化

五相永磁同步电机(PMSM)可通过注入三次谐波电流来提高电机的转矩密度。除三次谐波外,削弱永磁体产生的其他次空间谐波可以降低电机的转矩脉动、减小电机的振动和噪声。因此,针对三次谐波注入式五相内嵌式永磁同步电机(IPMSM),提出一种转子铁心形状优化设计方法。理论推导转子铁心形状的解析表达式,根据电机参数进行有限元建模,得到优化后的电机模型气隙磁密谐波含量及转矩脉动。与优化前的电机模型进行仿真对比,得到的结果与理论分析吻合,气隙磁场优化效果显著。     

The steering effect PM motor drives for automotive systems

The steer-by-wire (SBW) system requires the use of enhanced fuel economy, assist action given two motor drives, the first for the mechanical steering system and the second for the torque feedback to the steering wheel. An interior permanent magnet (IPM) synchronous motor is used for the steering actuator whereas a fractional-slot surface-mounted permanent magnet (SPM) synchronous motor is used for the torque feedback.     

基于锁相环的空调直流压缩机矢量控制系统

永磁同步电动机因其固有优点在空调直流压缩机中得到广泛应用.传统的120°方波驱动方式,存在着转矩脉动大、噪声高、效率低等缺点.在假设坐标系上构造永磁同步电动机状态观测器,实现对反电动势的观测和对假设坐标系与转子d-q坐标的偏差检测,通过锁相环控制偏差为零来实现转子位置和转速的估算;详细分析了状态观测器的极点配置方法、电流环控制器和速度环控制器的设计方法,利用抗饱和PI控制器避免控制系统饱和现象的发生,提高了系统的稳定性;针对内置永磁体同步电动机的空调直流压缩机,采用最大转矩,电流比控制,提高系统效率.仿真和实验结果验证了本文所提设计方法的可行性和有效性.     

基于磁极分段优化的内置式永磁同步电机齿槽转矩削弱方法

内置式永磁同步电机的齿槽转矩会带来转矩脉动、电机控制精度变差、振动与噪声等一系列的问题,因此采取有效的削弱齿槽转矩措施至关重要。采用解析计算分析了永磁体径向分段对齿槽转矩的影响,在此基础上提出了一种改进的永磁体分段方法,从而有效地减少永磁体分段后对电机的反电动势和输出平均转矩等性能的影响。此外,基于改进的永磁体非均匀分段方法,还提出了一种永磁体不等厚非均匀分段来削弱齿槽转矩的新方法,并采用有限元法对永磁体均匀分段、非均匀分段和不等厚非均匀分段3种方法进行仿真验证和对比分析。仿真结果表明,采用永磁体不等厚非均匀分段方法的齿槽转矩削弱效果最佳。     

Wide-speed operation of interior permanent magnet synchronousmotors with high-performance current regulator

Interior permanent magnet synchronous motors can be applied to applications requiring wide-speed operation. The current vector control algorithm of an interior permanent magnet synchronous (IPM) motor for constant power operation over the base speed is proposed. As the available voltage controlling the armature current vector is small in the flux-weakening constant power region, the current vector sometimes becomes uncontrollable in transient operations because of the current regulator saturation. The high-performance current regulator is also proposed to improve the current responses in the flux-weakening region, which includes the decoupling current controller and the voltage command compensator. The control performances are confirmed by several drive tests with respect to the prototype IPM motor     

基于恒定开关频率的内置式永磁同步电机直接转矩控制方法

针对传统直接转矩控制方法存在着开关频率不恒定和转矩脉动较大的问题,采用了一种基于恒定开关频率的内置式永磁同步电机直接转矩控制方法,该方法由一个PI调节器和一个三角波载波器组成,通过比较PI转矩调节器的输出与固定频率载波信号,实现了逆变器开关频率恒定,从而有效降低了电机运行中的转矩脉动和改善了电流畸变;并对所提出的转矩调节器提供了详细的数学建模过程和小信号稳定性分析。仿真结果表明该算法在保持快速动态响应的前提下,可有效改善内置式永磁同步电机直接转矩控制系统的稳态运行性能,同时系统的开关频率保持近似恒定。