电动汽车用感应电机最大转矩电流比策略研究

提供了一种电动汽车用感应电机最大转矩电流比控制策略,用以实现全转速范围内转矩电流最优控制。转矩电流正交分解和弱磁环同时工作,通过引入开关时间量判断条件获取直轴电流参考值,既保证了全转速范围内转矩电流比最优,又保证了弱磁区和非弱磁区的平滑切换。通过弱磁区最大滑差频率和控制器输出峰值电流限制交轴电流参考值上下限幅值,保证系统在深度弱磁区稳定可靠运行。该控制策略保证了感应电机全速度范围内的最优转矩电流控制,并且解决了弱磁区和非弱磁区频繁切换时输出电流畸变的问题,使蓄电池能量达到最高效利用,对电动汽车的发展具有深远意义。通过仿真和试验测试,验证该控制策略的有效性。     

永磁超环面电机最大转矩电流比矢量控制

为充分利用永磁超环面电机的电磁转矩,研究了超环面电机最大转矩电流比MTPA(maximum torque per ampere)矢量控制系统。首先,分析了超环面电机蜗杆内定子变截面的结构特点和行星轮磁齿的运动规律,推导了永磁超环面电机驱动系统的时变数学模型;然后基于极值原理和公式法,得到永磁超环面电机输出转矩与交直轴电流的函数关系;结合闭环反馈得到行星轮转子的位置信息,搭建了该电机的MTPA控制系统,并对MPTA控制策略下的超环面电机响应性能进行了仿真分析。仿真结果表明,MTPA控制策略能够提高超环面电机电磁转矩的利用率,有效降低该电机的功率损耗,同时该控制系统具有良好的抗扰性能以及对参数变化的鲁棒性。     

基于SVPWM五相感应电机直接转矩控制研究

针对感应电机直接转矩控制(DTC)采用开关表的滞环方法时,存在电流和转矩脉动等问题,提出在DTC中应用空间矢量脉宽调制(SVPWM)的方法。根据五相感应电机模型和DTC基本原理,推导出参考电压矢量。分析了五相逆变器的空间电压矢量,并从中选取出22个有效电压矢量,根据最近四矢量SVPWM算法,计算出第k扇区中工作电压矢量的作用时间。建立了基于双DSP控制的实验系统,实验结果表明,该方法减小了电流和转矩脉动,具有良好的稳态和动态性能。     

实现感应电机宽范围最大转矩控制的电流优化策略

针对广泛应用于数控机床主轴驱动系统中的交流感应电机,提出了一种新的宽范围运行的电流优化控制策略。根据感应电机在不同速段的转矩特性,充分考虑逆变器的输出电压限制、电机本体的电流约束条件及最大转差频率限制,以输出最大转矩为目标,得出了全速范围内的最优电流控制轨迹和感应电机宽范围转矩输出最大化的电流优化分配指导原则。在此基础上,设计了一种工程实现算法,依据电机实际运行的状态变量实现恒转矩区、恒功率区与恒电压区的快速平滑过渡,完成了对最优电流控制轨迹的逼近。实验结果证明了提出方法的有效性,可以实现感应电机宽范围运行的最大转矩输出,并且使系统具有较快的动态响应性能。     

六相感应电机直接转矩控制系统

电压源型逆变器驱动的六相感应电机有64个综合电压矢量,对准"定子电流谐波最小"这一控制目标,选择机电能量转换子空间(dq子空间)的12个最大矢量进行合成,得到12个零序平衡矢量。在此基础上,优化设计出一种新型六相直接转矩控制(DTC)系统,使零序子空间(z1z2,o1o2子空间)的定子谐波电流小,从而有效控制定子损耗、减小转矩脉动。在Simulink环境下建立起各部分仿真模块和总体仿真模型,仿真结果验证了控制策略的正确性和有效性。     

感应电机空间矢量直接转矩控制的数字实现

给出一种感应电机空间矢量直接转矩控制(DTC)的数字实现方法,详细阐述了以TMS320F2812作为控制器核心的直接转矩变频调速系统的软、硬件设计方案.采用空间矢量脉宽调制( SVPWM)方式生成逆变器开关控制信号,有效减小了转矩和磁链的脉动,实现了感应电机的高性能控制.实验结果表明,该系统起动迅速,运行平稳,动、静态...     

采用零矢量调制的感应电机直接转矩控制方法及其实现

本文对采用零矢量调制的感应电机直接转矩控制方法及其实现进行了研究。在分析常规直接转矩控制方法引起转矩脉动原因基础上，构造了一个引入零矢量调制的转矩脉动最小化算法，并在一个基于DSP控制的实验系统中完成了实验研究。实验结果表明，此方法不仅能使电机控制保持良好的动态性能，同时能有能效减少稳态时转矩脉动。     

基于集成优化的感应电机无权重系数预测转矩控制

预测转矩控制作为一种新兴的控制策略,通过计算目标函数中的转矩与磁链误差,选取最优开关状态,近年来被广泛应用于交流调速电机系统。与传统的矢量控制相比,预测转矩控制具有动态响应快、开关频率低等优势。为统一目标函数中不同误差项的量纲,预测转矩控制需要设计系数用于调节转矩与磁链误差的权重。然而,依据经验设计的权重系数难以适应不同工况条件。针对以上问题,该文提出一种基于集成优化结构的无权重系数预测转矩控制策略。该控制策略同时优化转矩与磁链误差项,分别得到3个转矩最优与磁链最优的开关状态序列,通过集成优化算法求解最优开关状态。实验结果表明,基于集成优化的无权重系数预测转矩控制在多种工况下具备较好的稳态与动态性能。     

感应电机基于转矩预测控制方法研究

针对感应电机直接转矩控制在低速时存在转矩脉动大的缺点,将广义预测控制算法应用于感应电机的直接转矩控制系统中。该算法直接作用于直接转矩控制中的转速控制,不依赖于电机的具体模型,通过系统辨识与参数估计获得算法模型,具有在线辨识、滚动优化和对模型的要求不高等优点。给出感应电机的广义预测控制的控制律,并对该方法进行仿真及实验研究。结果表明,所提出的广义预测控制算法有效地减小了直接转矩控制在低速时的转矩脉动,且具有较好的动态响应特性。     

考虑铁损的感应电机直接转矩控制的效率优化

建立了考虑铁损时的感应电机数学模型,在分析电机损耗和定子磁链的关系的基础上,提出了一种通过优化定子磁链实现感应电机直接转矩控制变频调速系统的效率最优控制策略。研究了不同负载转矩和转速条件下电机损耗与定子磁链之间关系,推导出电机损耗与负载转矩和定子磁链的表达式,进而确定了损耗极小时的最优定子磁链幅值。仿真结果表明该策略能明显降低感应电机直接转矩控制系统的功率损耗,提高运行效率。     

异步电动机间接转矩控制系统的效率优化设计

针对异步电动机间接转矩控制系统,提出了一种效率优化方法.首先,在计及铁损的情况下推导了异步电动机的损失模型;然后,在旋转坐标系下,计算出最优的转差率,根据转差率与转子磁链及电磁转矩的函数关系,推导出最优的转子磁链,根据定子磁链与转子磁链、电磁转矩之间的函数关系,得到定子磁链的最优给定值;最后,将所得到的最优定子磁链给定量用于异步电动机间接转矩控制系统中.实验验证了方法的有效性.     

效率最优的感应电机无差拍直接转矩控制

提出了一种感应电机无差拍直接转矩控制系统的效率最优控制方法.在定子磁链定向坐标系中,以定子磁链和转子磁链为状态变量,导出了空间矢量无差拍直接转矩控制的电压控制律.分析了电机损耗与转矩、转速和定子磁链之间的关系,给出了电机稳态运行时效率最优的定子磁链幅值计算公式,实现了感应电机无差拍直接转矩控制变频调速系统的效率最优控制.实验结果表明,给出的优化控制策略,在保持无差拍直接转矩控制快速动态响应特性的同时,电机轻载运行效率得到显著提高.     

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。     

基于最大转矩电流比的永磁同步电动机矢量控制

在分析永磁同步电动机数学模型基础上,通过极值原理推导出基于最大转矩电流比控制方法下电磁转矩与d、q轴电流之间的关系式,给出了一种关系式的工程近似求解方法,分析了3次拟合多项式与5次拟合多项式下的拟合特点.分析结果表明5次拟合情况下的电机空载运行电流明显小于3次拟合情况下的电机空载运行电流,有利于降低电机空载运行时的损耗.仿真对比了两种拟合多项式控制下的电机运行状态,仿真结果与理论分析相符.     

基于自适应反步法的感应电机效率优化控制

电机的最小输入功率法是一种有效的效率优化方法,该方法是在保证电动机输出性能不变的前提下,尽可能地降低电机的功率,从而提高电机的稳态运行效率。因此,设计了一种基于自适应反步控制器的效率优化控制方案,使其误差系统在原点隐定。仿真结果表明,在轻载情况下该方案不仅具有良好的转速跟踪效果,而且提高了稳态运行效率。     

高效节能型异步电机矢量控制系统

文章从异步电机Γ型等效电路出发,提出高效节能控制原理,求出最大效率对应的最优转差率Sηmax 以及在任意角频率ω1时的最优转差率Sηmax的关系式,并把高效节能控制原理应用到转差频率矢量控制系统,提出高效节能型矢量控制系统新结构,用计算机仿真证明该系统在任意角频率ω1下都可运行在最大效率,且该系统具有良好的动静态特性.     

基于改进最大转矩电流比控制的电动汽车用内嵌式永磁同步电机驱动控制系统

环境污染及能源危机直接推动了传统燃油汽车向环保型电动汽车的发展,作为电动汽车关键部件之一的电机驱动控制系统,直接影响着电动汽车未来的发展前景。在电机驱动控制系统运行的过程中,针对内嵌式永磁同步电机(IPMSM)仍采用较简单的i_d=0控制方式不能满足汽车大转矩的要求;采用传统的最大转矩电流比(MTPA)查表控制方式,由于存在大量离散数据点,会严重影响整个系统的响应速度。针对以上问题,提出了等效综合电流矢量控制的MTPA控制方法。首先建立了永磁同步电机(PMSM)的数学模型,分析了i_d=0和MTPA矢量控制方式的基本原理,给出了新型MTPA的控制方案。通过Simulink仿真及样机试验,对比了两种矢量控制方式,验证了等效综合电流矢量控制的MTPA控制方式的可行性及优越性。     

基于智能PI的永磁同步电动机近似最大转矩电流比控制

在永磁同步电动机数学模型和最大转矩电流比(MTPA)控制理论基础上,通过优化算法研究了一种近似最大转矩电流比控制,对转矩电流关系进行线性化,便于工程应用。为了改善传统PI调节系统的动态性能,采用一种智能PI调节器作为系统的转速外环控制器。仿真结果表明:近似最大转矩电流比控制性能接近最大转矩电流比控制,相同的负载扰动下智能PI控制系统的动态速降和恢复时间均小于传统PI控制系统。     

基于反推控制的机械弹性储能永磁同步电机最大转矩电流比控制

与id=0控制相比,同等容量下最大转矩电流比控制可使永磁同步电机输出更大的低速转矩,动态性能也更优,适合于作为机械弹性储能系统驱动控制。提出一种基于反推控制的永磁同步电机最大转矩电流比控制方法,运用极值原理建立最大转矩电流比控制下最小d、q轴电流关系式,利用带遗忘因子的最小二乘算法辨识同时变化的涡簧负载转矩和转动惯量,在此基础上,设计速度反推控制器和电流反推控制器分别取代传统速度PI控制器和电流PI控制器,并从理论上证明了控制算法的稳定性。实验结果表明,最大转矩下该方法比基于反推的id=0控制需要的定子电流更小,而与基于PI的最大转矩电流比控制相比,具有跟踪参考信号迅速、动态性能好、参数调整少的优点。