损耗极小的内置式永磁同步电动机直接转矩控制

为解决永磁同步电动机驱动系统在轻载运行时效率偏低的问题,给出了一种损耗极小的永磁同步电动机直接转矩控制方案。该策略通过分析电动机损耗与转速、转矩和定子磁链的关系,建立了考虑铁心损耗的永磁同步电动机模型,根据该模型推导出了使电机电气损耗极小的最优定子磁链表达式,将最优定子磁链计算模块嵌入直接转矩控制系统,从而实现了永磁同步电动机直接转矩控制调速系统的损耗极小。实验结果表明该控制方法不仅保持了传统直接转矩控制动态响应快的特点,而且能够提高电机在轻载运行时的效率。     

基于DSP的永磁同步电动机直接转矩控制系统研究

围绕永磁同步电动机直接转矩控制系统并设计了相应的DSP数字实验平台.提出了一种基于改进的扩展卡尔曼滤波器(EKF)的永磁同步直接转矩控制方法.EKF对永磁同步电动机的转子位置、角速度、定子磁链和转矩进行了精确参数估计.直接转矩控制的实现方法采用了最大转矩/磁链的直接转矩控制策略,提出通过控制定子磁链给定幅值直接控制电磁转矩,推导出在电流限制条件下、基速以上采用最大转矩/磁链运行时的稳定条件.仿真及实验结果验证了该控制方法的可行性和有效性.     

永磁同步电动机的直接转矩控制研究

永磁同步电动机是一个强耦合的非线性系统。本文针对永磁同步电动机的特点,结合直接转矩控制方案,对永磁同步电动机直接转矩控制方法和调速控制问题进行了深入地研究。文中首先介绍了永磁同步电动机的基本结构,并根据电机基本理论建立了三相永磁同步电动机在转子坐标系下的数学模型,再以三相永磁同步电动机为基础,分析了直接转矩控制的基本理论,最后提出了永磁同步电动机直接转矩控制系统的原理。仿真结果表明,并且在不同参考转速给定下系统具有更好的适应性。     

三相永磁同步电动机偏心转子结构瞬态分析

分析和研究了三相永磁同步电动机偏心转子结构的优点。运用Ansoft语言建立了仿真模型。以一台三相永磁同步电动机为例,仿真了偏心转子与整圆转子结构时的电机瞬态过程,并给出了空载反电势、齿槽转矩的瞬态曲线。通过仿真与理论相结合进行分析,得出三相永磁同步电动机采用偏心转子结构后,电机空载反电势及齿槽转矩变化的趋势。     

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。     

PMSM直接转矩控制中功率因数角与磁链关系研究

针对永磁同步电动机直接转矩控制系统中给定磁链的确定问题,提出了一种通过功率因数角计算给定磁链的方法。在建立了永磁同步电动机直接转矩控制系统数学模型的基础上,通过分析功率因数角、转矩、转速与定子磁链之间的关系,导出了在转速测量值和转矩估算已知、功率因数角给定情况下的定子磁链幅值。将该磁链给定方法嵌入在永磁同步电动机直接转矩控制系统的MATLAB仿真模型中,仿真结果表明,系统能够有效地控制电机在给定功率因数角下运行。     

高效永磁同步电动机空载杂散损耗计算及分析

为研究异步起动高效永磁同步电动机的空载杂散损耗,以6台4极内置式高效永磁同步电动机为例,采用有限元法,分析了空载时电机各部位杂散损耗的分布规律;计算了电机的空载杂散损耗。通过对计算结果与实验数据进行对比分析,总结出空载杂散损耗修正系数,可以为异步起动高效永磁同步电动机杂散损耗的分析计算提供参考。     

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,借助二维有限元仿真软件对三种结构的负载转矩、转矩脉动、损耗及效率等运行性能进行全面对比。以减小齿槽转矩有效值、减小空载反电势谐波含量和提高负载转矩有效值为目标对辅助磁障永磁同步电动机进行转子结构优化,对辅助磁障永磁同步电机的推广应用具有一定的参考价值。     

基于无差拍的永磁同步电动机直接转矩控制方法研究

结合空间矢量调制和直接转矩控制的优点,提出一种基于无差拍的永磁同步电动机直接转矩控制方法。分析了传统的PWM占空比,对采样、更新时序策略存在的延时进行改进,基于永磁同步电动机的数学模型,在定子磁场dq坐标系中,以电机角速度的采样值以及经计算得到的定子、转子磁链为状态变量,引入扩张状态观测器进行变量观测,在分析磁链和转矩与电压存在的关系基础上,导出了空间矢量无差拍直接转矩控制的电压控制律。在理论分析的基础上,对控制算法进行了仿真实验,仿真结果表明系统的转矩和磁链动态响应快,相对于传统的永磁同步电动机直接转矩控制方法,该方法能够明显减小磁链与转矩脉动,具有良好的控制性能。     

基于稀土永磁同步电动机起动特性研究转子磁路结构设计

稀土永磁同步电动机由于转子磁路结构不对称产生的凸极效应转矩和永磁体产生的发电机制动转矩,影响起动过程的性能,严重情况下致使无法牵入同步运行。本文基于稀土永磁同步电动机起动过程特性的理论分析,结合典型规格样机参数与性能的计算值和起动过程的电磁转矩的实测曲线,阐述d、q轴电抗对起动过程性能的影响,研究永磁同步电动机转子磁路结构设计。     

基于新型定子磁链观测器的直接转矩控制

文中提出一种基于转子位置的面贴式永磁同步电动机的定子磁链估计方法。该方法从转子的位置信息和定子电流预测定子的磁链。给出了磁链观测器的数学模型，并在空间矢量调制直接转矩控制（SVM-DTC）策略中对该磁链观测器与常规电压积分式观测器进行了比较研究。仿真与实验结果表明，采用该观测器的SVM-DTC可以在2％-100％额定转速内稳定运行，电流波形畸变小，转矩性能优越，而采用常规电压积分式观测器的SVM-DTC在转速低于15％额定转速已不能稳定运行。     

永磁同步电机的无速度传感器直接转矩控制

在高性能的永磁同步电机控制系统中,机械传感器的存在会使系统的成本增加,可靠性降低,容易受到外部环境的影响.在叙述永磁同步电机直接转矩控制原理的基础上,采用了一种基于转子磁链的转速估计方法,该方法根据定子磁链角和负载角确定出转子磁链角,进而估计出电机的转速.仿真和实验结果验证了该方法能够在电机全速范围内准确地估计出转速,具有优良的动静态性能,适合于永磁同步电机的直接转矩控制.     

永磁同步电机直接转矩控制中零矢量的作用研究

通过对永磁同步电机直接转矩控制机理的分析,指出了永磁同步电机与异步电机在实施直接转矩控制上的某些差异,其中零电压矢量的作用有所不同。由于永磁同步电机控制变量中没有转差的概念,电磁转矩变化受控于功角与功角的增量,而零电压矢量对功角增量的作用很弱,因此一般从转矩的动态控制效果认为,零矢量不适合在永磁同步电机直接转矩控制中应用。对此作出了修正,从理论和实验角度证明,零矢量可以参与永磁同步电机转矩的直接控制,在有效抑制转矩和磁链脉动及提高系统性能上有独特的作用。     

基于SVPWM的永磁同步电动机直接转矩控制

针对永磁同步电动机（PMSM）传统直接转矩控制（DTC）系统中磁链和转矩脉动大的问题,研究基于电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）策略的PMSM DTC.给出PMSM在αβ坐标系下的数学模型,然后结合SVPWM原理,在定子磁链Ψs幅值保持恒定的情况下,通过控制转子磁链Ψs和定子磁链Ψs间负载角δsm的增量△δsm来控制电磁转矩Te的增量△Te,从而达到控制电动机转速的目的.在Matlab/Simulink仿真环境下,对该控制系统进行了建模和仿真,与传统DTC系统比较,该方法具有更好的动、静态性能,定子两相电流的正弦度更好,磁链和转矩脉动明显减小.     

永磁同步电机速度位置估算法综合分析及验证

依据基于非线性坐标变换后能观测规范形的高增益观测器内核(NTOCF-HGO),设计用于永磁同步电机速度实时估计的自适应增益调节律,使其满足全局状态估计收敛,且能根据电机实际工作状态进行状态估计的稳态及暂态调节.结合基于直轴电流微分差值修正( RPECM-DDC)的位置角估计算法,证明两套算法的交联收敛机制.分析得出转速及转角估算法对电枢绕组电阻具有参数变化状态估计鲁棒性,且可应对负载转矩变化对状态估计造成的影响.进行基于该估计算法的永磁同步电机无传感器矢量控制算法级及系统级仿真实验,结果表明该算法可实现一定初始估计误差角的无传感器稳定起动,具有较好的中低速稳态及暂态估计性能.     

采用扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机转矩控制

针对现有的永磁同步电机观测器精度低、参数易发散的问题,提出了一种采用衰减记忆卡尔曼滤波器的永磁电机直接转矩控制器。通过建立的永磁同步电机旋转坐标系下的状态模型,选取旋转坐标系下的电流、转子位置和转速作为状态变量,实现了电机转矩和磁链的衰减记忆卡尔曼滤波器估计系统。通过引入衰减因子降低过去量测值对系统的影响,改善了衰减记忆卡尔曼参数易发散的问题。仿真和实验结果表明该方法能够准确观测到电机转矩和磁链,在负载转矩突变时具有较强的鲁棒性和可靠性。     

基于MTPF永磁同步电动机直接磁链控制

为了提高永磁同步电动机的调速性能,提出了基于最大转矩/磁链的定子磁链直接控制的方法.研究了基于空间矢量脉宽调制的永磁同步电动机过调制技术.在控制过程中磁链比较环节的定子磁链给定不再是一个恒定的值,而是根据负载转矩和给定转速来动态调整,从而通过直接控制定子磁链来实现转矩的控制.实验证明基于最转大转矩/磁链定子磁链直接动态控制方式要明显优于传统恒定磁链的直接转矩控制方式,定子磁链的动态控制减少了转矩建立的时间,无需电流控制器,具有减小磁链和转矩脉动的特点;直接磁链控制算法与过调制技术相结合后,在弱磁控制区也实现了快速的动态转矩响应特性.     

一种新颖的永磁同步电动机无位置传感器技术

无位置传感器技术是永磁同步电动机调速系统的一个发展方向.本文剖析了已有的两种典型直接估算方法,提出了一种新颖的无位置传感器技术.通过分别计算出定子磁链矢量角位移与转矩角,将后者从前者中减去得到转子磁链矢量的角位移进而得到转子速度信号,并采用改进积分器取代传统的积分器.该技术能有效地改善磁链原点漂移,提高直接转矩控制系统的磁链角位移与转速的求解准确度.仿真及实验研究结果表明,采用这种无位置传感器技术的永磁同步电动机调速系统,具有良好的调速控制性能.     

零矢量在永磁同步电机直接转矩控制中的作用及其仿真研究

在以往的永磁同步电机直接转矩控制研究中,将零电压矢量引入到转矩调节器中,认为其起到保持当前转矩的作用。该文对永磁同步电机中零电压矢量对转矩脉动和磁链脉动的影响进行了详细的理论分析,指出在电机高速运行的情况下,零矢量实际是起到减小转矩的作用。转速越高,零矢量减小转矩的效果越明显。仿真结果证明了理论分析的正确性,这为正确理解零矢量在永磁同步电机直接转矩控制的作用以及今后对零矢量作用的范围进行优化设计具有指导意义。     

采用扩展卡尔曼滤波磁链观测器的永磁同步电机直接转矩控制

提出利用卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)观测器对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)直接转矩控制(direct torque control,DTC)系统进行精确参数估计的方法。通过检测定子电压和电流,应用EKF观测器精确估计电机的定子磁链、电机转速和转子位置,间接估计转矩,近而实现PMSM的无速度传感器控制;同时改进常规的EKF估计状态方程,提高速度估计的精确性,并证明了基于EKF的控制系统的稳定性定理。仿真结果表明该方法减小了系统的非线性、参数变化以及干扰带来的影响,EKF能够准确估计状态变量,提高了直接转矩控制的性能。