基于滑模变结构的永磁同步电动机矢量控制技术的研究

本文从滑模变结构理论出发,针对永磁同步电动机矢量控制系统,设计了滑模变结构与PID的组合速度环控制器,克服了滑模控制器(VSC)在滑模线原点附近的高频颤动,提高了稳态精度。在理论分析的基础上搭建了在Matlab/Simulink环境下的仿真模型,并进行了仿真分析。仿真结果表明该控制策略减小了系统的超调与振荡,使系统具有较好的鲁棒性和动、静态性能。     

永磁同步电动机伺服系统研究现状及应用前景

电伺服系统作为现代工业生产设备的重要驱动源之一,是工厂自动化不可缺少的基础技术。随着现代工业的快速发展,对现代电伺服系统提出了越来越高的要求。文中在简要剖析电伺服系统发展过程及其趋势的基础上,提出发展高性能永磁同步电动机（简称PMSM）伺服系统的重要意义及其亟待解决的几个问题;并就高性能PMSM伺服系统的研究现状作了综述;同时对其应用前景作了展望。     

永磁同步电动机位置伺服系统

永磁同步电动机容易控制，动态特性好，适用于中小功率的高性能伺服场合。该文设计了用于机器人关节驱动的永磁同步电机位置伺服系统，研究了改进的变参数PID的控制方法，实验证明它是一种经典实用，性能很好的控制策略。     

永磁同步电动机无传感器控制技术综述

交流电机因其高寿命、高效率、高功率密度而广泛应用于工业自动化、机器人以及电动车领域,其中永磁同步电动机（PMSM）因其高动态性能、高功率密度等特点在调速领域较感应电动机更受欢迎。PMSM高性能控制是基于可靠的而精确地转子位置信息。但是,传感器精度、成本及对环境的敏感问题限制了PMSM在不同领域的应用。PMSM无传感器控制技术应运而生。本文综述了永磁同步电机无传感器技术控制发展现状,并对其进行了分析和比较,指出目前PMSM无传感器控制技术的研究重点和所要解决的问题。     

高性能永磁电动机的研究

以带补极和不带补极两种磁钢结构的永磁直流电动机的研制为例,通过其磁场计算、设计结果比较及性能分析,论证了改变磁钢结构是获取高永磁电机产品的重要途径之一,该研究为开发新一代永磁直流电动机产品提供了理论和实践依据。     

军用车辆电驱动永磁电动机控制技术研究

在永磁电动机加速和减速过程中采用不同的弱磁控制策略,并利用最大转矩/电流控制和弱磁控制相结合的控制方法,不仅满足了车辆对电机驱动系统大转矩、宽调速范围的要求,而且提高了驱动系统的可靠性.基于MATLAB软件环境对驱动系统进行了建模和仿真分析,验证了研究成果的有效性.     

基于矢量控制的工业缝纫机用低成本永磁同步电动机驱动系统

给出一种低成本工业缝纫机用永磁同步电动机(PMSM)驱动系统方案。首先通过改进永磁同步电动机的结构,简化了加工工艺,同时采用简易的光电编码器作为位置传感器,选用新型器件设计了低成本高性能的驱动控制器硬件系统。基于矢量控制技术,进行了驱动控制系统的软件设计。采用PID控制策略,实现驱动系统的加速、减速、调速及准确定位等控制功能。所设计的系统满足工业缝纫机的性能需求,动态响应良好,而且降低了驱动系统的成本。实验表明系统方案可行。     

永磁同步直线电动机径向基神经网络PID控制

针对永磁同步直线电动机的初级磁链近似为常数这一特点,在d-q轴下建立了直线电动机的数学模型。直线电动机具有非线性、耦合性、负载扰动、时变不确定性等特点。常规PID控制虽然结构简单、输出稳定、易实现,但在高速高精度应用场合却不能达到理想的控制效果。提出了一种基于RBF神经网络与传统PID控制相结合的新策略,形成RBF神经网络整定PID控制,在一定程度上改进了PID控制性能。仿真结果表明,RBF神经网络PID控制具有更好的动态响应性和更加稳定的跟踪性能。     

单相永磁同步电动机的调速控制

为拓宽微风吊扇的使用范围，需要研制一种逆变调速装置与微风吊扇配套使用。文中的理论分析的基础上，介绍单相永磁同步电动机调整调速装置的系统构成、工作原理、设计特点等。应用表明，该装置具有体积小、成本低和工作可靠等优点。     

基于遗传算法的永磁同步直线电机PID控制研究

由于永磁同步直线电机系统运行过程中参数摄动和负载扰动等问题的存在,传统 PID控制器无法满足高精度伺服控制系统的要求。设计出一种基于遗传算法(GA)优化的 PID 控制器,并通过 Simulink 对永磁同步直线电机控制系统进行建模和仿真实验。仿真和实验表明,采用 GA优化的PID控制器与传统的 PID控制器在指定速度和负载扰动条件下相比,具有更好的动态稳定性和跟踪性能,能有效抑制参数摄动的影响并对负载扰动具有较强的鲁棒性,实验结果也证明了方案的有效性和可行性。     

永磁直线同步电机现代控制策略综述

永磁同步直线电机在高精度、高速率的工业生产中应用越来越广泛,但由其组成的伺服系统属非线性、多变量、多耦合系统。为了更加平稳准确地控制直线电机的伺服系统,以满足其在工业生产中的应用,论文根据永磁同步直线电机伺服系统的性质和应用特点,并结合国内外的相关文献,综述了一些现代控制策略在永磁同步直线电机伺服系统中的应用。系统针对不同的控制要求,应选择合适的控制策略,才能达到满意的控制效果。     

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.     

Initial rotor position estimation of interior permanent magnet synchronous motor using optimal voltage vector

The initial rotor position estimation is a serious problem affecting sensorless drives of permanent magnet synchronous motors. This paper presents an estimation method of initial rotor position for interior permanent magnet synchronous motors. The principle of the estimation is based on the nonlinear magnetization characteristics of the stator core caused by the magnet of the rotor. The estimation is performed using the variation of the current response caused by the magnetic saturation when the voltage vector is applied to the motor. This method can be performed without motor parameters and any additional hardware. Decision method of the optimal voltage vector applied to the motor is also proposed to accurately implement the estimation. Experimental results show that the initial rotor position can be estimated without rotating the rotor by using the optimal voltage vector. It is found that the average of the estimation error is ±1.34 electrical degrees, and the estimation is completed within 15.2 ms in the test motor. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 156(4): 69–76, 2006; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20062     

一种改进的永磁同步电机模型预测控制

利用传统的模型预测控制算法确定下一时刻所要应用的开关状态时,需遍历变换器的全部开关状态,计算量较大,不利于在线应用。对此,提出了一种改进的永磁同步电机模型预测控制算法,通过求出期望的电压矢量角,确定电压矢量所在扇区,进而减少算法对开关状态的选择数量,使算法的计算量得到显著降低。实验结果说明,采用所提改进模型预测控制算法,系统具有较好的电流动态特性和较小的纹波电流。     

A totally enclosed traction motor using a permanent magnet synchronous motor

Ventilated‐type traction motors are widely used for railway vehicles. However, they require overhauls to clean inside them. In addition, they are a major noise source in railway vehicles. To solve these problems, we propose a totally enclosed‐type traction motor using a permanent magnet synchronous motor that has the same weight power ratio as that of a conventional ventilated‐type traction motor. In this paper, we report the test results of the proposed motor. The test results demonstrate that the temperature rise values are within its limit and the noise level is decreased by 10 dB compared to conventional motors. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 151(3): 71–80, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20079     

一种微小型永磁直流直线电机

针对永磁直流直线电机的微型化问题,提出了近似拼接的设计方案,优化了结构参数,并加工出样机进行了试验。在尺寸所限下,该电机使用多个长方体永磁块拼接的正八边形来近似逼近全径向磁化管形磁铁励磁。利用有限元分析软件MaxWell9．0优化了气隙和磁铁厚度等鲒构参数。对样机进行了试验分析,结果表明电机驱动力和电流呈线性关系,在整个行程中,输出力均匀,驱动力在电流0．004A时可达0．72N,线圈温度在55．6℃。     

采用新型磁性槽楔的永磁同步电机分析

针对磁性槽楔能够改善电机气隙磁导波形,减小气隙磁密谐波,削弱电机齿槽效应,从而减小电机损耗和转矩波动,提高电机效率的优异特性,提出一种新型的叠片式磁性槽楔。该结构能够进一步优化开口槽电机的气隙磁密波形,降低齿槽转矩,减小电机损耗,同时又不会影响电机定子槽漏抗。本文用解析法分析磁性槽楔磁导率对于气隙磁密谐波以及定子槽漏抗的影响,通过一台130kW的永磁同步电机模型,运用有限元仿真分析比较叠片式磁性槽楔与普通磁性槽楔的电气性能。     

Development trend of the permanent magnet synchronous motor for railway traction

Owing to the resent progress in power electronics and permanent magnet materials, a permanent magnet synchronous motor (PMSM) that is lighter, smaller, and more efficient than the conventional induction motor has become realistic as a traction motor. We are making research and development effort on the introduction of the PMSM to rail vehicle traction. The recent development trend of the permanent magnet synchronous traction motor is reviewed. Copyright © 2007 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于无差拍控制的PMSM电流预测控制算法

在传统的离散化矢量控制系统中,由于电流采样和PWM占空比更新等数字延时的存在,限制了PMSM控制系统在动态过程中对电机电流的控制能力.为了提高系统电流环性能拓展其带宽,在同步旋转轴系下,基于无差拍控制原理,提出了一种对电机电流的离散化预测控制算法.在理论上消除了矢量控制系统中的各种数字延时,提高了电机电流的控制能力.最后使用1台750 W的永磁同步伺服系统验证了这种算法的性能,实验结果表明永磁同步电机电流预测控制算法有效地提高了伺服系统电流环的动态性能和稳态精度.