考虑饱和的永磁电机直接转矩控制系统精确仿真模型

为了准确分析永磁同步电机直接转矩控制系统的实际动态特性,针对电机电感参数值会受磁路饱和的影响,给出了一种考虑饱和的永磁电机直接转矩控制系统的建模方法。结合冻结磁导率的方法利用时步有限元程序计算得到永磁电机d,q轴电感与电枢电流的非线性关系,并给出了永磁电机d-q坐标系下的非线性数学模型。利用该模型在Matlab/Simulink环境下搭建了考虑饱和的永磁电机直接转矩控制系统,并与线性永磁电机模型施加不同等级负载下的仿真结果做比较分析。结果表明该方法是正确和有效的,该模型能反应磁路饱和对永磁同步电机直接转矩控制系统运行特性的影响,对于永磁电机直接转矩控制系统的精确仿真建模有重要的参考意义。     

PMLSM的仿真建模方法改进与实验研究

磁阻力的存在使永磁同步直线电机在运行时产生推力波动,影响电机的稳定运行。单纯依靠Matlab/Simulink建立的永磁同步直线电机模型,无法观测到电机的磁阻力,不利于仿真的精确性。针对传统电机建模方案的不足,给出了一种改进方案,利用有限元分析和傅里叶级数分解,得到电机磁阻力的表达式,将表达式带入到电机运动方程中,利用Matlab/Simulink建立新的电机模型,从而达到对永磁同步直线电机精确建模的目的。仿真和实验结果表明了建模方法的有效性和可靠性。     

永磁同步直线电机无模型电流控制

为改善永磁同步直线电机的动态响应性能,提高电机控制系统的鲁棒性,针对传统永磁同步直线电机PID控制方法中参数不确定性导致的控制不稳定问题,提出一种无模型电流控制方法.该文基于超局部模型设计永磁同步直线电机控制系统的无模型电流控制器,分别搭建PID控制和无模型电流控制系统,在此基础上进行稳态运行、负载突加减和电机参数摄动的仿真及实验对比.结果表明,所提方法改善了永磁同步直线电机控制系统的动态响应性能,对电机参数不确定性具有较强的鲁棒性.     

考虑永磁磁链谐波影响的直线永磁无刷直流电机矢量控制方法

针对直线永磁无刷直流电机(linear permanent magnet brushless DC motor,LPMBDCM)电磁力纹波及齿槽力影响的最小化控制,该文根据推导得到的表示为电流矢量及永磁磁链导数矢量点积形式的电机推力方程,得出了任意反电动势(back-electromotive force,BEMF)波形表面式永磁(surface- mounted permanent magnet,SPM)电机的矢量控制原理：定向控制电流矢量于永磁磁链导数矢量方向,通过控制电流矢量长度可获得最大效率线性推力(或转矩)控制。考虑永磁磁链谐波对永磁磁链导数矢量幅值及相位的影响,通过引入d￠q￠轴坐标系,提出一种id￠=0的非正弦波BEMF SPM电机矢量控制新方法,结合齿槽前馈补偿可以实现非正弦BEMF SPM电机的最小推力纹波最大效率控制。建立了基于有限元的LPMBDCM 精确相变量模型,对比脉宽调制(pulse width modulation,PWM)电流控制、id￠=0矢量控制的仿真效果,验证了该文方法的有效性。id￠=0矢量控制为非正弦波BEMF SPM电机提供了一种高性能控制新方法。     

基于Maxwell和MATLAB的双馈直线电机联合仿真控制研究

双馈直线电机是由绕线式异步电机沿径向展开得到的新型电机。为研究电机在实际控制中的动态情况,在Maxwell 2D环境下建立双馈直线电机模型,利用有限元软件分析电机磁场分布,考虑电机结构、电磁饱和等因素对电机动态运行的影响。基于动子电流定向矢量控制原理搭建控制系统框图,采用Simplorer搭建外部逆变电路;使用MATLAB实现电机矢量控制算法,联合Maxwell模型实现双馈直线电机的联合仿真。仿真结果表明,双馈直线电机联合仿真结果比MATLAB控制仿真更精确,定动子电压、电流更接近真实值。     

附加磁极法优化永磁直线电机定位力

介绍了一种带一附加磁极的新型永磁直线电机。通过建立基于侧向力的永磁直线电机磁阻力的分析模型,得到了基于端部效应的附加磁极的磁阻力的公式。利用Maxwell Ansoft软件建立了基于8极9槽的永磁直线电机有限元模型,仿真结果证明带附加磁极的永磁直线电机对磁阻力的优化有着显著的效果。     

永磁电机控制系统与有限元模型联合仿真研究

以一台永磁同步电机为例,建立了电机的二维电磁场有限元模型,搭建了电机的控制系统,确定了该电机的控制策略,将永磁电机有限元模型与弱磁控制系统进行联合仿真,控制系统控制电机的输入信号,同时电机的转速、转矩、电流和位置信号等反馈回控制系统。一方面电机的输入受控制系统控制,符合电机实际工作情况,提高了电机仿真的准确性。另一方面电机的电磁场有限元计算结果精确度更高,控制系统得到的反馈信号更加准确,从而提高了控制系统仿真的准确性。电机仿真与控制系统仿真相互依存,将两种仿真联合起来使两种仿真得到互补,提高了整个电机及控制系统的仿真精确度。     

神经网络自适应的永磁直线同步电机超扭曲终端滑模控制

为了提高永磁直线同步电机控制系统的鲁棒性和快速性,提出了一种基于超扭曲滑模控制的直线电机反推控制策略。首先,根据电机的机械动力学方程,建立了永磁直线同步电机的数学模型。其次,引入一种基于超扭曲控制的终端滑模控制器,削减系统的抖振,保证滑模面的快速收敛,从而提高系统的鲁棒性。针对直线电机易受到参数变化以及外界干扰影响的特点,为直线电机控制系统设计了一个神经网络干扰观测器。最后,通过直线电机实验平台验证控制方法的有效性。     

基于MPC的永磁同步直线电机位置控制

文章提出了一种基于连续集模型预测控制的永磁同步直线电机位置控制的方法,以提高永磁同步直线电机位置控制的动态响应性能和稳态精度。传统的级联型三闭环位置控制系统使用PI控制器,虽具有应用简单、适用性强的优点,但是动态响应和稳态精度却受到制约。本文详细阐述了MPC的控制原理和设计方法,在Matlab/Simulink下搭建了相应模型进行仿真验证。仿真表明,模型预测控制具有良好的动态性能和稳态精度。     

圆筒型永磁直线同步电机矢量控制系统仿真

针对圆筒型永磁直线同步电机(TPMLSM),提出了一种基于空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)的矢量控制系统,采用速度、电流双闭环的控制方案,实现对TPMLSM的控制,并进行了仿真研究。Magnet建立TPMLSM有限元模型,Simulink构建基于SVPWM的双闭环矢量控制系统,利用Magnet与Simulink联合仿真接口,建立Magnet与Simulink联合仿真模型。仿真结果表明所采用的控制方法正确可行,控制系统具有良好的控制性能。     

Performance of skewed single-phase line-start permanent magnetmotors

In this paper, the authors investigate the modeling of single-phase line-start permanent magnet motors using finite-element (FE) analysis. It is shown that FE modeling is capable of giving very accurate predictions when compared with test results, for both skewed and unskewed motors. The skewed motor is also modeled using an analytical method. The accuracy of the FE method is contrasted with that obtained using the analytical method     

变频调速在双电机同步传动中的应用

在许多大功率拖动系统中,双电机同步传动很好地解决了因单电机功率不足而出现的拖动问题。在两台电机同步拖动的过程中保持输出功率平衡,防止单电机过载而烧坏电机是双电机同步传动中最为核心的问题之一。针对基于刚性联接的双电机同步传动中的功率分配问题提出一种新的控制方案。采用主从控制方式对两台电机分别控制,主电机速度闭环,用基于状态观测器的无速度传感器矢量控制;从电机用直接转矩控制。使从电机转矩跟随主电机输出转矩,在同步传动中确保功率平衡。提出了双电机同步传动的Mat- lab模型搭建方法,并对整个控制系统进行了仿真,结果表明转矩跟踪精度高,系统动静态性能比较好。     

新型两相磁通切换型永磁电动机调速系统建模与仿真研究

基于Matlab/Simulink对一种新型结构的两相磁通切换型永磁(FSPM)电动机调速系统进行了仿真研究。首先分析8/6极FSPM电动机的工作原理和数学模型,之后引入了三相永磁同步电动机常用的矢量控制策略,从而建立了两相FSPM电机调速系统的稳态和动态仿真模型。仿真结果表明矢量控制算法对FSPM电机完全适用,为定子永磁型电动机调速系统的控制提供了新思路。     

开关磁阻电机模糊滑模转速控制

针对开关磁阻电机严重的非线性和数学模型不精确等缺点,提出了一种模糊滑模变结构控制策略。将速度差作为开关函数,相电流平方和作为控制对象,在常规滑模控制器设计中引入模糊控制,建立模糊滑模控制的数学模型,并给出系统的结构框图。通过仿真,分析开关磁阻电机在模糊滑模控制下的各种特性。实验结果证明模糊滑模控制方法有良好的动态性能,较强的鲁棒性,在不清楚电机精确模型的情况下可有效克服转矩脉动。     

永磁电机有限元时步法的研究与应用

对有限元时步法在永磁电机中的应用进行了研究,阐述了基于二维场路耦合时步法的永磁电机模型。采用一台具有特殊转子磁路结构的永磁电机进行了仿真分析,结合试验结果证明了该模型的正确性并指出利用永磁电机的有限元模型结合控制策略是现代电机及其控制系统仿真的方向。     

电动车用异步电动机最大效率控制的仿真研究

从电动车电驱动系统的基本特性出发,以电动车工况为中心,建立了最大效率控制下异步电动机的仿真模型.通过实例在线性条件与考虑饱和的非线性条件下进行了最大效率控制的仿真计算,而且将最大效率控制与传统U/f恒定控制进行了比较分析.详细分析了最大效率控制效果,验证了电动车异步电机实现最大效率控制的可行性.     

基于Pspice的交流调速系统的建模与仿真研究

交流电机的电磁和机电关系比较复杂,理论研究比较困难,使用Pspice对交流调速系统进行建模仿真,采用ABM方法建立了正弦脉宽调制(SPWM)的模型。同时对三相桥式逆变器的工作状态进行研究。建立了三相交流异步电机的dq模型,对交流调速系统的动、静态特性以及机械特性进行了仿真分析,为理论研究和工程设计提供了基础平台。     

电动车工况下最大效率控制的感应电动机损耗研究

从电动车驱动系统的基本特性出发,建立了电动车工况下最大效率控制的感应电机驱动系统仿真模型。通过实例在考虑饱和非线性的条件下进行最大效率控制的仿真计算。针对感应电动机损耗将最大效率控制与传统U／f恒定控制进行了比较分析,对最大效率控制产生的损耗变化及分布规律进行了研究,对铁心损耗的影响进行了分析。     

新型双凸极永磁电机调速系统的变参数PI控制

双凸极永磁电机转矩和转速之间具有强烈的非线性关系，采用常规线性PI控制器难以得到令人满意的控制特性，为此根据PI控制器各参数在调节过程中的不同作用，提出了适于单片机上实现的变参数PI控制模型，并用遗传算法求解其参数，理论分析与实验结果均表明，变参数PI控制器比常规PI控制器具有更强的自适应性，双凸极电机调速系统具有优良的稳态和动态性能，该文所提出的控制模型及其算法是正确和有效的。