混合励磁同步电机驱动系统弱磁控制

针对混合励磁同步电机低速大转矩及宽调速的特点,提出一种基于空间电压矢量算法的弱磁调速控制方法.该控制方法在速度分区控制的基础上,在高速区,采用保持q轴反电势不变的铜耗最小控制策略,对电枢电流与励磁电流进行优化配置.搭建该电机驱动系统的仿真模型,对无电流弱磁、励磁电流弱磁、d轴电流与励磁电流共同弱磁3种不同电流控制模式下的调速效果进行分析;构建该电机驱动控制系统的实验平台,通过实验得到该电机的启动电流波形与稳态电流波形,对所提出的算法进行验证.仿真和实验结果表明,在铜耗最小控制条件下,采用d轴电流与励磁电流共同弱磁的混合励磁同步电机驱动系统比单纯采用励磁电流弱磁或无电流弱磁的驱动系统具有更宽的调速范围.     

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。     

内置式永磁同步电动机弱磁调速优化控制

从永磁同步电机(PMSM)的矢量控制出发,提出了一种PMSM弱磁优化控制方法。内置式永磁同步电机(IPMSM)相对表贴式永磁同步电机弱磁能力强,调速范围宽,以IPMSM为对象,对弱磁调速进行了仿真与优化。PMSM在基速以下采用最大转矩电流比的恒转矩控制,减小了电机损耗,提高了逆变器的效率,在基速以上采用恒功率调速。直轴电流去磁调速结合交轴电流去磁调速的弱磁控制方式,提高了PMSM的功率因数,扩展了调速范围。针对弱磁环节转速的波动问题,在传统PI控制上做出改进,提出了模糊自整定PI的控制方式,提高了PMSM弱磁调速的性能。在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,验证了该控制方法的可行性。     

混合励磁同步电动机分段弱磁控制

针对混合励磁同步电动机在高速区的弱磁运行特点,首先推导出其弱磁调速过程中保持平稳运行的电流变化关系,然后在此基础上提出了一种采用模糊控制与粒子群优化算法分阶段电流调节的效率最优控制方法。该控制方法的基本思想是,当电机处于弱磁调速过渡阶段时,通过模糊控制器对电流进行初步调节,使其迅速起动或进行状态调整,获得较高的动态性能;当电机进入稳态运行阶段后,以铜耗最小化为目标,采用粒子群优化算法对电流进行进一步调整,使其实现效率最优化控制。最后,通过仿真与实验结果分析验证了上述控制方法的有效性。     

新型混合励磁同步电机分区控制系统分析与设计

混合励磁同步电机综合了永磁电机和电励磁电机的优点,具有显著的宽调速特征。该文根据混合励磁同步电机的结构特点,结合空间电压矢量控制,提出了混合励磁电机的一种宽调速控制新方法。该控制方法在分区控制的基础上,低速区结合电机铜耗最小原理,高速区保持反电势q轴分量恒定,对不同运行区域分别采用不同的控制策略,使电机在整个运行区间都能表现出良好的性能。由于在高速区采用了励磁电流和d轴电流弱磁相结合的方式,使用该类调速系统比现有文献单纯采用励磁电流弱磁调速具有更宽的调速范围。实验表明,所设计的混合励磁同步电机宽调速系统,在低速区增磁运行时,通过调节励磁可以将转矩输出能力提高约1/3;高速区弱磁运行时,可将最高转速提升约1.5倍。     

一种基于瞬时功率理论的弱磁控制算法

弱磁控制是利用直轴电枢反应产生一个反向磁场来抵消永磁磁场,获得等效弱磁磁场,实现电机在基速以上运转.它能提高无刷直流电机调速比,实现基速以上的恒功率控制,从而大大扩大了无刷直流电机的应用范围.本文在讨论瞬时功率理论基础上,提出了一种基于虚拟瞬时功率的无刷直流电机弱磁控制算法.实验结果表明本文提出的弱磁控制算法具有良好的控制性能,其基速以上调速比可达2:1.     

一种基于瞬时功率理论的弱磁控制算法

弱磁控制是利用直轴电枢反应产生一个反向磁场来抵消永磁磁场，获得等效弱磁磁场，实现电机在基速以上运转。它能提高无刷直流电机调速比，实现基速以上的恒功率控制，从而大大扩大了无刷直流电机的应用范围。本文在讨论瞬时功率理论基础上，提出了一种基于虚拟瞬时功率的无刷直流电机弱磁控制算法。实验结果表明本文提出的弱磁控制算法具有良好的控制性能，其基速以上调速比可达2：1。     

电传动装甲车辆用永磁同步电动机的弱磁控制算法

在详细阐述永磁同步电动机的电流矢量控制策略的基础上,从最大电机输出能力角度讨论了最佳电流矢量运行轨迹,提出了一种适用于车辆全范围调速的弱磁扩速综合控制算法。在此基础上考虑电机电枢反应引起的id、iq轴电感参数的变化,分析其对电机弱磁性能和车辆加速性能的影响。通过MATALB/Simulink仿真,比较了不考虑电枢反应和考虑电枢反应时永磁同步电动机电机输出能力的变化,仿真分析了该算法下的电机弱磁扩速性能,仿真结果验证了弱磁算法和理论分析的正确性。     

内置式永磁同步电机弱磁调速控制

在对内置式永磁同步电机数学模型深入研究基础上,提出了一种最优弱磁路径控制策略,该控制策略是基于由直轴电流Id和交轴电流Iq所构成的状态空间,以最大电流曲线、最大磁链曲线和最小磁链转矩比曲线为边界而提出的一种最优弱磁路径。该控制策略以实现在电机任何转速下输出力矩范围最大化和电机电枢电流最小化为目标,指出了电机在各种转速下的力矩控制方法,充分挖掘电机的自身潜能,有效保证高速高精型数控机床的加工运行。仿真和实验研究表明,该控制策略可以大大提高电机的调速范围,同时保证转矩有良好的可控性。     

混合励磁同步电机新型矢量控制算法研究

在速度分区控制的基础上提出一种混合励磁电机矢量控制算法,该方法综合考虑了负载转矩、励磁电流及母线电压对弱磁基速的影响,在线动态计算弱磁基速。在弱磁区,保持气隙合成反电势恒定,利用励磁电流和d轴电流共同弱磁升速。采用Matlab/Simulink仿真软件建立混合励磁同步电机控制系统,对所提算法进行验证。仿真结果表明该算法可实现混合励磁电机低速大转矩和高速宽调速范围运行。     

基于dSPACE平台的PMSM矢量控制弱磁增速算法研究

在永磁同步电机驱动领域,矢量控制是典型的控制方案,常用的电流策略有id=0控制和MTPA控制。由于逆变器性能的限制,电机达到基速后继续提速,转矩将迅速下降。为了拓宽电机的调速范围,提出了基速以上采用弱磁增速进行优化的方案。在Matlab环境下建立弱磁控制系统的模型并进行仿真,分析得知电机电流矢量达到了预先设计的弱磁运动轨迹。基于dSPACE平台搭建了弱磁增速矢量控制算法控制模型,对电机实物进行控制,试验结果验证本文所提出优化方案的可行性和有效性。     

混合励磁同步电机调速系统的控制策略

为了研究混合励磁同步电机(HESM)调速系统的有效控制策略,推导出HESM在dq0坐标系统下的数学模型,设计了基于矢量控制的HESM调速系统,提出了HESM调速系统的分区控制策略及其实现方法.采用MATLAB软件下的Simulink/PSB工具箱,建立了HESM调速系统的仿真模型,并根据不同目的要求,设计了不同的仿真方法,分析了HESM调速系统在低速标准调速区、低速增磁调速区及高速弱磁调速区的调速特性,并与PMSM调速系统进行了仿真比较.结果表明,HESM调速系统比PMSM调速系统具有更高的恒转矩输出和更宽的恒功率运行范围,且增磁励磁电流给定通道的调节能提高电机动态响应速度.     

永磁同步主轴电动机控制系统设计

以数字信号处理器TMS320F2812为主控芯片,根据矢量控制原理,结合空间电压矢量脉宽调制SVPWM方法,实现d-q轴电流的解耦控制,完成永磁同步主轴电动机的矢量控制.在此基础上,设计了利用外环电压饱和程度进行直轴电流弱磁控制的算法,拓宽了永磁同步主轴电机控制系统的调速范围.控制系统主要包括功率主电路、控制电路、隔离驱动电路、信号检测及调理电路、辅助电源、显示及参数设定电路.经实验验证,控制系统运行可靠、动静态性能良好,基速以下具有恒转矩特性,基速以上实现了弱磁升速,满足数控机床主轴驱动应用要求.     

永磁同步电机改进弱磁策略

常规矢量控制方式下永磁同步电机调速系统不会对电机气隙主磁场作弱磁调理,限制了永磁同步电机调速能力。采用电压反馈弱磁能够提升PMSM的调速能力,但是传统弱磁控制策略在深度弱磁区域给定的电流较大,容易导致实际电流无法跟踪给定电流,电流与输出转矩波动大,甚至存在调速系统失控的风险。改进后采取在深度弱磁区域中加入q轴电流误差积分的弱磁控制环节。仿真和实验验证了改进后的弱磁控制策略能够有效地抑制电流和转矩的波动问题。为了进一步改善电机速度响应性能,速度环采用模糊PI控制器,减小速度响应时的超调量和调节时间。     

增程式电动车用永磁同步电机弱磁控制仿真研究

考虑到增程式电动车(EREV)电驱动系统的特点和特殊要求,在永磁同步电机数学模型的基础上,研究了永磁同步电机的弱磁控制原理及其控制策略。在基速以下,采用最大转矩/电流控制(MTPA),使电机运行于恒转矩区,以获得最大电磁转矩;当转速增至基速后,则采用弱磁控制策略,以拓宽电机的调速范围,实现高速恒功率运行。在Matlab/Simulink中,基于电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术对永磁同步电机弱磁控制系统进行了建模仿真,验证了该弱磁控制算法正确性。     

改善永磁同步电机驱动系统暂态性能的研究

提出了一种新的永磁同步电机驱动系统快速电流控制方法。在电机反电动势较高时,电流调节器趋于饱和,电压裕量不足。又因为d轴电压裕量比q轴电压裕量大,在电流调节器前加入一个暂态电流修正器,重新分配d,q轴电压裕量,改善电机在高速运行及电流变化较大时的电流控制能力。通过该方法能在不恶化系统电流稳态性能的情况下有效提高电流控制的暂态性能。该方法在宽调速范围即基速以下恒转矩区域及基速以上的弱磁区域皆可行。采用该方法,在d,q坐标系上通过所谓的"捷径路径"来修正参考电流,从而使实际电流跟踪参考电流。仿真和实验验证了所提方法的可行性。相比传统方法,所提方法电流稳定时间能减小45%。     

定子双馈电双凸极电机恒功率弱磁控制的研究

介绍了定子双馈电双凸极电机(SDFDS)的结构、原理和弱磁调速控制方法。相对于永磁电机,定子双馈电双凸极电机磁场可调,易于实现弱磁控制和基速以上的恒功率控制,大大扩大了电机的调速范围。针对一台三相12/8极定子双馈电双凸极电机,运用Matlab/Simulink软件建立仿真模型,实现该双凸极电机的恒功率弱磁调速,从而说明电机有调速范围更宽的优点。     

基于带载能力最大化的PMSM单电流调节器弱磁控制

单电流调节器弱磁控制主要针对永磁同步电机高速运行时因交直轴电流高度耦合而导致调速性能变差的问题提出。根据永磁同步电机数学模型从理论上分析了其单电流弱磁控制的可行性,并针对电机单电流调节器弱磁控制时带载能力弱的问题提出了一种全新的q轴电压给定方法,改善单电流调节器弱磁控制性能。仿真分析和实验结果证明了该方法的正确性和可行性。     

基于DSP的永磁无刷直流电机弱磁控制系统

为实现永磁无刷直流电机(Permanent MagnetBrush lessDCMotor,简称PMBLDCM)的弱磁控制,在复合式转子结构电机本体基础上,提出了一种二模控制的有效策略,即基速下通过PWM控制实现调压调速的恒转矩运行;基速上通过控制电流超前反电势相位来控制电枢反应等效去磁,实现恒功率弱磁运行。采用DSP IPM硬件结构的控制系统成功地实现了这种控制策略,并获得接近3倍的恒功率弱磁运行范围。     

基于交直轴电流耦合的单电流调节器永磁同步电机弱磁控制

基于交直轴电流耦合的单电流调节器弱磁控制是一种新颖的永磁同步电机弱磁策略,能够解决双电流调节器在电机高速域相互冲突而易于饱和的问题。交轴电压指令如何确定是此方法的研究重点,直接影响电机的电压利用率、效率以及负载能力。该文基于电机电压方程对电流耦合调节弱磁控制基本原理进行描述,并提出改进的控制方法。利用id-iq坐标平面上的定子电流轨迹,对现有方法的缺点和所提出方法的预期控制效果进行了分析。在小信号范围内,对所提出方法的动态控制过程和可控性进行了阐述。所提出的电流耦合调节变交轴电压弱磁控制策略,交轴电压指令根据电机工况自行调节,无需查表,且不依赖电机参数,易于实现。仿真和实验结果验证了所提方法的可行性和性能优势。