三次谐波注入式五相永磁同步电机矢量控制策略

从矢量空间解耦的观点出发,建立了含有3次谐波磁场的五相永磁同步电机(permanent magnetic synchronous motor,PMSM)在旋转坐标系下的数学模型,揭示了绕组中各次谐波电流对机电能量转换所产生的不同作用,通过注入一定含量的3次谐波激磁电流,可以在提高电机输出转矩的同时,降低电机定子铁心的磁饱和程度。根据谐波注入前后逆变器功率容量保持不变的原则,通过理论推导和仿真分析,得到了电机输出转矩随3次谐波注入率的变化趋势,为五相PMSM的优化设计和性能分析提供了理论基础。设计了基于转子磁场定向的五相PMSM矢量控制系统,实现了对基波和3次谐波电流的解耦控制。仿真和实验结果验证了方法的正确性和可行性。     

三次谐波注人式五相永磁同步电机DTC

为了提高五相永磁同步电机(PMSM)的转矩密度,给出了含有3次谐波磁场的凸极式五相PMSM在3种坐标系下的数学模型,揭示了绕组中3次谐波电流与3次谐波磁场相互作用可以产生恒定的电磁转矩。此外,提出了一种基于基波空间和3次空间的双坐标空间的直接转矩控制(DTC)策略。实验表明,该策略实现了基波转矩及磁链、3次谐波转矩及磁链的同时控制,系统动态响应迅速。     

三次谐波注入式五相永磁同步电机转矩密度优化

为了提高三次谐波注入式五相永磁同步电动机的转矩密度,通过理论推导及有限元分析方法,提出了在定子电流幅值不变的前提下,使转矩密度达到最优的三次谐波注入率优选方法。通过五维空间矢量解耦变换,得到了2个二维正交子空间d1-q1和d3-q3下的数学模型,并设计了双空间矢量控制系统,以实现对基波和三次谐波分量的解耦控制。设计了一台气隙磁场为梯形波的五相永磁同步电动机样机及其五相电压源逆变器驱动系统,在单片XC3S1200E型号的FPGA中实现了双空间矢量控制数字算法,实验结果表明所提出的双空间矢量控制算法可以独立控制基波和三次谐波电流。在不增加功率变换器容量和电机本体尺寸的前提下,通过三次谐波注入率的优选,可将五相电机的转矩密度提高约20%。     

永磁同步电机线速度控制系统研究

在绕线机控制系统中,线速度与角速度之间具有非线性,采用常规的PI控制器对线速度进行控制时很难取得满意的控制效果,在矢量控制的基础上,提出并实现了永磁同步电机的线速度控制系统,分析并推导了线速度控制模型,重点进行了线速度控制器的设计,为便于工程应用,给出了线速度控制器的离散控制算法,相对于常规的PI控制器,系统具有过渡过程平稳,控制精度高,鲁棒性好的优点.最后介绍了基于数字信号处理器(DSP)的硬件控制平台,以及电流环、转速环和线速度控制环的软件控制流程,仿真实验结果表明控制算法的有效性和工程实用性.     

永磁同步电机高精度控制系统研究

为满足永磁同步电机控制系统的精度要求,抑制转速脉动,在空间矢量控制的基础上,定义并分析了永磁同步电机矢量坐标系下的β角,在此基础上采用两种控制方式相切换的方法,设计了永磁同步电机高精度控制系统.在Matlab/Simulink环境下进行了仿真,并在实际电机调速系统上验证了该方法.结果均表明系统的稳态与动态性能良好.     

永磁同步电机控制系统综述

永磁同步电机以其优异的性能得到了越来越广泛的应用。永磁同步电机由于其原理和结构的不同,其控制方法也与其他交流电机有一定的差别。本文对永磁同步电机的基本控制策略进行了总结和阐述,对各种方案的发展现状和趋势进行了分析。永磁同步电机无机械传感器控制也是目前的研究热点,本文对无机械传感器控制中的转子位置和转速估计方法进行了总结和阐述。     

考虑三次谐波转矩的双五相永磁同步电机串联系统直接转矩控制研究

针对反电动势非正弦的2台五相永磁同步电机串联驱动系统提出一种3次谐波转矩补偿型直接转矩控制策略。首先通过坐标变换建立了考虑3谐波转矩的双五相PMSM串联系统的数学模型,基于电压矢量对转矩的控制关系,分别在2个子空间计算定子磁链增量的期望值;然后根据2台电机定子电压方程,计算出2个平面内电压矢量参考值,并提出一种占空比调制型空间矢量调制算法;最后,通过仿真与实验验证了所提控制算法的可行性。     

电流谐波对永磁同步电机转矩谐波的影响研究

变频器供电下集中绕组内置式永磁同步电机的电流中含有低次和高次电流谐波,相应的电机转矩中也存在低次和高次转矩谐波,影响电机的控制和输出稳定性.为了分析电流谐波和转矩谐波之间次数的关系,通过有限元方法仿真得到了各次电流谐波单独产生的主要转矩谐波,结果表明:转矩谐波次数与电流谐波的次数和相序相关,k次电流谐波产生|1-λk|...     

永磁同步电机无传感器控制系统研究

设计了具有变截止频率特性相位补偿及带有开关增益自适应率的滑模观测器,采用李亚普诺夫理论对其稳定性进行分析。理论上该方法对参数变化具有很强的鲁棒性,并且能够在较宽速度范围内追踪转子实际位置。在基于TMS320LF2808的永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)的无传感器控制系统上进行验证,实验结果表明该系统具有良好的性能。     

三电平SVPWM永磁同步电机矢量控制系统的仿真研究

以中点箝位型三电平逆变器的基本拓扑结构为基础,分析了三电平空间电压矢量脉宽调制（SVPWM）的基本原理,提出了一种简化的扇区判断算法,并运用于三电平永磁同步电机矢量控制系统。利用MATLAB/Simulink软件对控制系统进行仿真分析,结果表明,系统具有较快的动态响应和稳定的静态性能。     

高性能永磁同步电机矢量控制系统研究

永磁同步电机矢量控制系统具有诸多优良特性，具有广阔的发展和应用前景。本文提出了一种性能良好，结构简单的永磁同步电机矢量控制系统，通过计算机仿真和试验研究，证明该系统具有良好的稳态和动态性能。     

永磁同步电机直接转矩控制系统研究

直接转矩控制理论(DTC)在异步电机上已取得了很大成功。但是永磁电机(PMSM)的直接转矩控制理论在前几年才建立，其中还有许多理论性问题需要澄清。本文详细阐述了零矢量在永磁直接转矩控制系统中的作用，指出如果合理应用零矢量，不仅能使PMSM的DTC系统正常运行，而且能减少转矩脉动的频率，改善系统的性能。     

基于四桥臂的三次谐波注入式永磁同步电机转矩密度优化

与传统绕组星形连接的永磁同步电机相比,基于四桥臂拓扑的永磁同步电机绕组中性点与第四桥臂相连接,为三次谐波电流提供通道,通过外部注入三次谐波电流,可提高电机的电磁转矩。建立三相四桥臂永磁同步电机系统的数学模型,并设计了矢量控制系统,在相电流幅值不变的前提下注入三次谐波电流,分别实现对基波和三次谐波的闭环控制,得到谐波注入后转矩密度显著提高,通过仿真验证了该方案的可行性。     

永磁同步电机模糊滑模控制系统的研究

针对永磁同步电机电流和转速强耦合的特点,设计了一种基于模糊滑模控制的非线性电机转速控制器。应用模糊控制实现滑模切换部分的控制,减轻了传统滑模控制的抖振现象。建立了采用该控制器的永磁同步电机转速控制系统的仿真模型。仿真结果表明,控制方法有效地实现了电机的转速跟踪,具有良好的动、静态特性和鲁棒性。     

基于谐波观测器的永磁同步电机谐波电流抑制策略研究

针对传统基于谐波注入的抑制策略只对特定的次电流谐波有效,而对其他幅值较高的低次谐波抑制效果不够理想的问题,在推导出与永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)、变流器及负载非线性等因素有关的电压、电流谐波解析表达式的基础上,提出一种新颖的基于谐波观测器的电流谐波抑制策略,通过对电压谐波的控制实现对PMSM/变流器系统中全频次低频电流谐波的有效抑制。所设计的谐波电流调节器通过与电流内环的基波电流调节器的并联,实现了对电流的基波分量和谐波分量的解耦控制,在不影响基波电流控制目标的前提下,实现了对于低频各次电流谐波的有效的抑制。为验证算法的有效性,在实验室搭建PMSM/变流器系统测试平台,进行电流谐波抑制策略的实验验证工作。动静态实验结果表明,该方法运算量小、实现方式简单,对各次低频电流谐波均有较为明显的抑制效果,可以有效的改善电流波形。     

永磁同步电机矢量控制系统仿真

给出PMSM的数学模型,通过Matlab/Simulink建立PMSM矢量控制系统的仿真模型,得出仿真结果并进行分析。     

永磁直线同步电机滑模控制系统

设计了一种基于滑模变结构的永磁直线同步电机(PMLSM)矢量控制系统。从直线电机的基本工作原理出发,通过坐标变换,建立PMLSM在两相同步旋转正交坐标系上的数学模型。基于滑模变结构和李雅普诺夫稳定性理论设计转速调节器,组成PMLSM滑模控制系统。为了验证该控制系统的有效性,在MATLAB/Simulink平台下搭建系统的模型并进行仿真。仿真表明,该控制系统具有很强的鲁棒性。     

永磁同步电机矢量控制系统设计

永磁同步电机(PMSM)以其独特的优点大量应用于高精度伺服系统.针对伺服用PMSM的控制特点和要求,在分析其系统模型基础上,设计了以新型数字信号处理(DSP)芯片TMS320F28335为核心,采用矢量控制方法的PMSM速度伺服系统,较完整地阐述了交流电机矢量控制的实现方式,对伺服系统的硬件及软件设计进行了详细介绍.实...     

计及高次谐波影响的高密度永磁同步电机铁耗计算

在经典Bertotti三项式常系数铁耗计算模型的基础上,基于谐波分析原理,引入涡流损耗、磁滞损耗和附加损耗补偿系数,提出了一种计及高次谐波影响的高密度永磁同步电机(PMSM)铁耗计算模型。该模型中的补偿系数均随磁密幅值、频率和畸变率变化,能较好地反映基波及谐波磁场对铁耗的影响。为了验证该模型的有效性及准确性,以48槽/8极内转子和36槽/48极外转子两台PMSM为研究对象,将模型的计算值、有限元仿真结果和试验数据进行对比分析。结果表明,铁耗计算模型有较高的精度,特别适用于磁密幅值与频率变化范围大的场合。