稀土永磁同步电动机发展动向

概述永磁同步电动机的发展动向及钕铁硼永磁在永磁同步电动机中的应用。通过永磁同步电动机与异步电动机的性能比较,指出用稀土永磁同步电动机取代异步电动机可达到高效节能的效果。     

横向磁场永磁同步电动机d-q轴模型研究

横向磁场永磁同步电动机(TFPMSM)由于磁路结构与传统径向永磁同步电动机不同,使得其d-q轴电感的求解与传统径向永磁同步电动机不同,难以直接套用传统径向永磁同步电动机的公式.结合传统径向永磁同步电动机的坐标变换矩阵和方程,给出了相应的横向磁场永磁同步电动机的坐标变换矩阵和功率求解方程.根据横向磁场永磁同步电动机各相之间没有磁路耦合的特点,分析了其相绕组自感系数的变化规律.结合该种电动机的相绕组电压和磁链平衡方程式,分析了只考虑基波的情况下电动机的d-q轴电感的求解方法.模型分析将横向磁场永磁同步电动机的数学模型与传统径向永磁同步电动机的模型进行了统一,简化了横向磁场永磁同步电动机的分析.     

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。     

新型三绕组并联式异步起动单相永磁同步电动机稳态性能分析

对于三相感应电动机的单相运行,学者们已经提出了多种实用的接线方式,比如Smith接法、SEMIHEX接法。然而,对于三相异步起动永磁同步电动机的单相运行,很少有合适的接法提出。将并联式接法应用于三相异步起动永磁同步电动机的单相运行,提出了一种新型三绕组并联式异步起动单相永磁同步电动机。分析了三相异步起动永磁同步电动机同步运行时以及起动瞬间的正序、负序阻抗,基于对称分量法,对该接法电机的对称运行条件进行分析,得出了电容的确定方法,并利用遗传算法对电容值进行优化。提出了该新型电机稳态性能的计算方法;设计了一台高功率因数和一台低功率因数三相异步起动永磁同步电动机作为样机,并分别将其改接为三绕组高效单相永磁同步电动机,进行实验研究。实验结果表明,低功率因数的异步起动永磁同步电动机更适合改接成新型三绕组并联式单相永磁同步电动机。由低功率因数三相永磁同步电动机改接成的单相异步起动永磁同步电动机在额定负载下运行时,具有与同容量三相永磁同步电动机相近的效率和更高的功率因数。     

铁氧体单相永磁辅助磁阻同步电动机研究

研究一种新型铁氧体单相永磁辅助式磁阻同步电动机。这种电机与钕铁硼永磁单相同步电动机效率接近,但制造成本低,具有较高的性价比。文章首先对同一规格的单相异步电动机、钕铁硼永磁单相同步电动机和铁氧体单相永磁辅助式磁阻同步电动机三种单相电机进行了建模及仿真比较,然后分析了铁氧体单相永磁辅助式磁阻同步电动机的稳态性能,最后给出了22 W铁氧体单相永磁辅助式磁阻同步电动机样机的部分实验结果及其分析。     

无轴承永磁同步电动机的原理及实现

无轴承永磁同步电动机是将无轴承技术运用到永磁同步电动机上的新型无轴承电动机.本文阐述了永磁同步电动机无轴承技术的工作原理,设计和实现了该电动机基于LF2407A数字控制的硬件实验平台和软件系统.通过对整个无轴承永磁同步电动机系统的实验调试,成功实现了无轴承永磁同步电动机转轴的稳定悬浮.     

《交流伺服控制系统》系列讲座（二） 第2讲 永磁同步伺服电动机设计相关问题

引言 广义的永磁同步电动机分为方波电流驱动的无刷直流电动机（BLDCM）和正弦波驱动的永磁同步电动机（PMSM）,本讲主要偏重于后者。相对于传统的直流伺服电动机,永磁同步伺服电动机具有无机械换向器、能量密度高、无需太多维护等优点,正越来越多的替代传统的直流伺服电机。而伺服用永磁同步电动机的基本要求如下：     

磨煤机改装永磁同步电动机节能效果分析

永磁同步电动机近年来在火力发电厂得到推广应用,本文对某台磨煤机改装永磁同步电动机进行了节能评估试验,主要测试不同煤量下磨煤机分别安装永磁同步电动机和异步电动机的有功及无功功率,并将2种电动机的功率参数进行对比。结果表明,磨煤机装配永磁同步电动机相对异步电动机综合节电率为9.46%。     

永磁同步电动机混沌系统的状态反馈控制

根据永磁同步电动机数学模型,讨论了常输入电压、常外部转矩条件下永磁同步电动机系统的混沌特性.建立了简单的永磁同步电动机混沌仿真模型,该模型通过加入一个状态反馈控制器,可以消除系统的混沌现象,为永磁同步电动机混沌运动分析或控制打下了研究基础.     

基于直接设计法的稀土永磁同步电动机CAD系统

针对稀土永磁同步电动机的设计特点,介绍了一种适合计算机计算的稀土永磁同步电动机的直接设计法和基于直接设计法的稀土永磁同步电动机CAD系统的结构、功能和特点。     

永磁同步电机驱动系统开路故障检测方法

针对永磁同步电机(PMSM)驱动系统单相开路故障诊断问题,提出了一种基于dq电流特征提取的故障诊断方案。分析了传统的PMSM驱动系统单相开路故障诊断的原理和缺陷。设计了准确的故障模拟,简化了故障诊断算法开发过程,在此基础上设计了一种基于瞬时电流特性分析的单相开路故障诊断方案,其能够以最小的系统资源,在单个控制周期内快速地检出故障。利用PMSM驱动试验平台对新型故障诊断策略进行了测试。研究结果表明,新型故障诊断方案可以在PMSM较宽转速范围内精确地检测出单相开路故障。     

永磁同步电机无位置传感器鲁棒无源控制

提出一种永磁同步电机无位置传感器鲁棒无源控制方法。首先,建立了永磁同步电机耗散哈密顿数学模型。其次,在耗散哈密顿数学模型的基础上,设计了永磁同步电机鲁棒无源控制器,有效提高了永磁同步电机控制系统电流环和转速环的抗扰动性能和动态响应性能。与此同时,设计一种基于反电势的新型锁相环对转子位置和转速进行进一步估算,避免引入反正切函数和微分运算带来的转子位置估计抖振问题。实验结果验证了提出的无源控制方法的有效性。     

各向异性永磁同步电机低速控制策略

针对各向异性永磁同步电机(PMSM)无传感器控制时使用高频信号导致的转矩脉动、噪声和振动问题,设计了一种新型的各向异性PMSM无速度传感器控制策略。新方案具有较宽的速度控制范围,尤其是可以适用于低转速,且无需注入任何信号。新控制器基于改进型的反电动势观测器实现,消除了电机在发电模式下运行时传统观测器可能出现的不稳定。利用各向异性PMSM驱动试验平台对新型控制策略进行了测试。实验结果表明,新控制器的电机驱动控制性能较好,并在低速时保持系统正常运行。     

一种新型模糊PID控制器在伺服系统的应用

为了提高伺服系统的快速动态特性,抑制电机参数变化和负载大范围变化对系统性能的影响.提出了一种新颖的基于平滑切换的模糊PID控制的切换算法.在此基础上设计了相应的控制器,并应用于永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)伺服系统控制.仿真和实验结果表明,该控制器同时具备模糊控制和PID控制的优点,切换平滑,加快了误差收敛的速度,提高了系统的动态性能,保证了系统的稳定性.     

逆变器并联驱动永磁同步电机容错控制研究

为了提高逆变器并联驱动永磁同步电机(PMSM)系统的运行可靠性,基于对比研究方式设计了两种逆变器并联驱动PMSM的容错控制方案,分别为正常通路电流补偿方案和等效电流补偿方案。两种容错控制方案均不同于传统方案,后者将故障逆变器整体隔离,前者则充分利用了所有逆变器非故障桥臂,以降低故障条件下的铜耗,并输出平稳转矩。此外,两种新型容错控制方案均结合了比例谐振电流控制器以实现对不对称参考电流的跟踪,避免了并联逆变器之间可能出现的环流。最后,通过PMSM并联驱动系统的容错控制试验,验证了新型容错控制策略的效果。     

永磁同步电机变频调速系统建模与仿真

在分析永磁同步电机(PMSM)数学模型的基础上,利用Matlab/Simulink设计出一种基于SVPWM PMSM的变频调速(VVVF)系统的新仿真模型,给出了各子模块的具体设计模型,提出了一种"积分斜率法"产生三角波脉冲的方法。由仿真结果可见,系统在高、低速情况下都能平稳运行。在该仿真模型基础上,采用XC164CM芯片作为控制核心,设计了一套SVPWM的PMSM变频调速控制系统。实验结果表明,该控制系统具有良好的动、静态控制特性,它为分析和设计PMSM控制系统提供了有效的手段和工具,也为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。     

基于新型积分自适应滑模控制策略的永磁同步电机控制

设计了一种永磁同步电机(PMSM)参数扰动和负载扰动的新型控制策略。通常PMSM控制是通过PI控制设计的,控制效果不佳,因此提出一种新型积分滑模控制(SMC)策略进行转速控制器设计。积分SMC具有较强的抗干扰性,不仅可以抑制控制系统的高频微分扰动,而且可以降低系统稳态误差,使控制更精确。设计趋近律函数对滑模控制器进行优化,使SMC参数自适应调节,提高系统响应速度。考虑到系统参数和负载扰动对控制性能的影响,将自抗扰环节引入SMC,提高了系统的抗扰性。最后通过仿真试验验证了控制系统良好的控制性能。     

基于CORTEX-M3的无位置传感器PMSM矢量控制与仿真

用新一代ARM内核CORTEX-M3的芯片LM3S8971作微控芯片,并结合智能功率模块,设计无位置传感器PMSM矢量控制系统,降低控制器硬件成本和促进新器件的应用。采用MATLAB7.0/Simulink6.5仿真,结果表明系统性能符合设计要求,该方案可行。     

永磁同步电机滑模调速系统新型趋近律控制

基于传统指数趋近律的滑模控制(SMC)系统在永磁同步电机(PMSM)调速系统中应用广泛。但是该算法在SMC系统做趋近运动时,存在明显抖振,控制精度无法应对复杂情况。为了抑制系统抖振,提高PMSM调速系统的动态和稳态性能,在传统指数趋近律的基础上引入加权积分型增益,提出了一种新型趋近律。加权积分型增益的引入使系统在滑动模态阶段滑模面函数和积分结果可以同步趋近于零,从而有效抑制系统抖振。依照所提出的新型趋近律,设计了速度控制器,并应用到PMSM矢量控制系统中。分别利用软件仿真和硬件试验与传统指数趋近律控制进行了比较,验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

基于台架试验的电动汽车用永磁同步电动机设计分析

为提高电动汽车驱动性能,设计了电动汽车用永磁同步电机(PMSM)。以电动汽车驱动系统要求为目标,计算了PMSM所需功率;进行了PMSM电枢直径、计算长度的确定和转子结构参数的选择;并进行了PMSM场路结合设计计算。利用以上参数设计了电动汽车用PMSM样机。进行了驱动电机系统台架试验。试验结果表明:PMSM样机低速转矩大,恒功率区宽,温升低,符合设计要求,性能满足整车的需要。