内置式永磁同步电机弱磁控制策略

随着电动汽车的发展,要求电动车驱动系统尽可能高的转矩密度,良好的转矩控制能力,较高的运行可靠性以及调速范围尽可能的高。内置式永磁同步电机(IPMSM)有着高效率、高功率密度、高转矩电流以及宽的调速范围等优点而在电动汽车上有着广泛的应用。针对永磁同步电机的特点,分析永磁同步电机弱磁控制策略的相关理论,在基于MTPA的传统的空间矢量控制方法的基础上,分析了弱磁控制的时刻,即当速度高于转折速度时,此时电机端电压达到极限,采用弱磁控制,从而扩大调速范围,最后建立弱磁控制系统的MATLAB/SIMULINK仿真模型并且优化该控制策略。     

永磁同步电机的弱磁控制方法

永磁同步电机（PMSM）是最流行的电机,例如作为高速电动列车的牵引电机,源于其高转矩电流比的特性和能够通过弱磁控制扩大恒功率区域的能力,矢量控制理论的发明是交流调速领域中的一个重大突破,文中将详细讨论永磁同步电动机的矢量控制,在推导其精确数学模型的基础上分析了矢量控制理论用于永磁同步电动机控制的几种电路控制策略,包括了id=0控制,最大转矩/电流控制,最大输出功率控制,最小磁链转矩比控制,最大电压转矩比等.     

基于滑模变结构的高速同步电机直接转矩控制

针对高速同步电机,文章研究了基于滑模变结构的无传感器直接转矩控制。该控制方式将滑模变结构和直接转矩控制相结合,用以改善电机定子磁链和电磁转矩的脉动。本文对基于滑模变结构的无传感器高速同步电机直接转矩控制和传统直接转矩控制系统性能中的定子电流、电磁转矩和定子磁链轨迹分别进行了仿真对比分析。仿真结果表明,采用基于滑模变结构的无传感器直接转矩控制方式可以减小定子电流和电磁转矩的脉动,定子磁链频带宽度变化较小,适合对高速同步电机控制。     

内置式永磁同步电机弱磁控制技术的研究

针对电动汽车所使用的内置式永磁同步电机在不同工况下的转速与转矩需求,基于内置式永磁同步电机标幺化数学模型,文中设计了在线计算法最大转矩电流比控制与电压反馈法弱磁控制相结合的控制策略,以便对电机进行弱磁控制。以一台2.8 kW永磁同步电机作为研究对象,使用MATLAB/Simulink对所设计控制策略进行了仿真研究,并搭建弱磁控制系统实验平台并进行验证。仿真及实验结果表明,该控制策略具有较好的鲁棒性与较快的转矩响应速度,可以满足电机不同工况下的转速转矩需求。     

基于SVM-PWM的异步电动机直接转矩控制

文中介绍了空间矢量脉宽调制(SVM-PWM)的基本原理,构建了异步电动机直接转矩控制的模型,定子电压由空间矢量脉宽调制方式实现。通过MATLAB/Simulink对该系统进行了仿真,结果表明空间矢量脉宽调制直接转矩控制能够有效地减少电动机转矩和磁链的脉动。     

同步电机直接转矩控制SVM法的研究

在交流调速系统中,同步电机由于其功率因数高、变频器容量小、转动惯量小等优点,越来越多地被应用在工农业生产中.直接转矩控制是继矢量控制之后发展起来的一种新型的交流调速技术,具有控制结构简单、转矩响应迅速、对电机内部参数依赖少和易于数字化等优点。把直接转矩控制技术应用于同步电机之中,具有理论价值和应用前景。文章以直接转矩控制策略为中心,把基于空间电压矢量PWM调制的方法引入传统的直接转矩控制中进行改进和仿真,结果表明,这种方法转速响应快,能够较好地减小磁链和转矩脉动.     

基于滑模变结构电流环的PMSM矢量控制

永磁同步电机具有转矩脉动小、效率高、结构简单、转矩/惯量比大等优点,广泛应用于交流调速系统。针对参数时变、负载扰动等引起的调速系统干扰问题,提出了一种基于滑模变结构控制理论的电流环鲁棒控制器,取代传统的电流PI控制器。采用电流转速双闭环和基于转子磁链定向的SVPWM矢量控制策略,使得系统动态响应更快、稳定性和抗干扰能力更强,鲁棒性大幅提高。通过MATLAB/Simulink仿真验证了该控制器设计的正确性。     

基于转速估计的永磁同步电机MTPA控制

由于永磁同步电机的参数易受温度、磁饱和等因素的影响而发生变化,进而影响控制系统的精度。根据电机模型提出了一种基于转速估计的最大转矩电流比控制(MTPA)算法。仿真结果表明,提出的MTPA控制策略使电机具有较好动态响应性的同时,有效地改善了电机自身参数时变性对控制系统的影响。     

基于改进的电流模型磁链观测器的异步电机矢量控制

本文首先讲述了交流调速的现状,阐述了矢量控制原理,采用转子磁链定向搭建磁链电流模型,最后搭建了带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统仿真模型。使用MATLAB仿真软件进行了仿真,并在原来仿真基础上修改了相关仿真参数,结果验证了基于电流模型磁链观测器的矢量控制策略的优越性能。     

无刷直流电机在PWM调制下的研究

文章以无刷直流电机(BLDCM)双闭环调速系统为基础,分析脉宽调制(PWM)方式对三相六状态二二导通BLDCM控制系统的影响,提出了在PWM-ON-PWM(前30°和后30°进行PWM控制,中间60°保持恒通)方式下的转矩脉动补偿,并且将传统PI控制器用模糊PI控制取代。建立了仿真模型,采用Matlab/Simulink软件进行了仿真实验。结果表明,该控制不但能够完全消除非换相期间由于关断相出现电流而引起的电磁转矩脉动,还能够补偿由于换相而引起的转矩脉动。     

基于滑模控制的永磁同步电机直接转矩控制研究

针对永磁同步电机直接转矩控制(DTC)存在较大的电磁转矩脉动、磁链脉动、低速性能不理想等问题,文中引入滑模控制策略对永磁同步电机进行直接转矩控制。通过建立PMSM的矢量数学模型,设计基于滑模控制的直接转矩控制器,利用MATLAB/Simulink进行建模仿真分析。结果表明,与传统DTC相比,基于滑模控制策略的永磁同步电机直接转矩控制系统中电磁转矩脉动幅值更低,且具有更好的动态性能和抗扰动能力,可以更加有效地改善系统特性,满足实际电机控制的需要。     

基于SVPWM的永磁同步电机直接转矩控制系统的建模与仿真

文章介绍了永磁同步电机直接转矩控制的原理,分析了传统直接转矩控制系统转矩脉动的缺点,并且将空间矢量脉宽调制技术引入永磁同步电机的直接转矩控制系统中,利用空间矢量的调制过程,可在相同的系统硬件条件下得到更多的、连续的电压空间矢量,进而得到对电机更准确的控制。仿真结果表明,该方案既保持了直接转矩控制快速动态响应,又减小了电机转矩的脉动。     

基于改进DTC-SVM的永磁同步电机伺服系统研究

传统的永磁同步电机直接转矩控制方法转矩响应速度快,但转矩脉动大、电流脉动大、开关频率不固定。为此,本文在分析了面贴式永磁同步电机数学模型的基础上,提出一种基于改进DTC-SVM的空间矢量脉宽调制直接转矩控制系统。提出基于Simulink的DTC-SVM伺服系统仿真模型。仿真结果表明,整个系统既保持了传统直接转矩控制的响应速度快的优点,又具有定子电流波形畸变小,转矩脉动小,系统工作稳定,抗干扰性能强的优点。     

基于SMC-SVPWM的PMSMDTC转矩脉动抑制研究

本文提出一个基于滑模控制(SMC)和空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术对PMSMDTC转矩脉动抑制的新方法,采用滑模控制取代两个滞环比较器,得到交-直轴参考电压,用SVPWM技术调制参考电压。这样不仅可以解决滞环比较器的带宽导致的转矩脉动,还可提高精准度和响应速度,也能减小转矩脉动,仿真实验结果证明了此方法的有效性。同时还论述了PI控制器参数对系统性能的重要影响。     

基于改进滑模策略永磁同步电机SVM-DTC控制

传统的永磁同步电机直接转矩控制采用双滞环结构,因而电机转矩和磁链脉动较大。SVM控制方法通过合成最合理的电压矢量对转矩和磁链作精确补偿,能够一定程度上降低二者的脉动,但传统SVM控制方法包含了转速和转矩两个PI调节器,两个调节器的参数设计比较复杂,且直接影响了电机性能。提出用快速终端滑模（FTSM）控制器来代替传统PI转速调节器,为了克服滑模带来的抖振,设计负载转矩观测器,并将观测值反馈至滑模控制器。仿真和实验结果表明所提控制方法改善了系统的动静态性能,抗干扰能力增强,同时SMC固有抖振现象得到有效抑制。     

基于HTPA的永磁同步电动机矢量控制系统

在永磁同步电机数学模型的基础上,分析了最优转矩控制（MTPA）原理,得到了在dqO坐标系下转矩与d、q轴电流的关系式。为便于实际应用,利用MatIab工具给出了最优转矩控制的近似实现方法。建立基于该方法和凸极式永磁同步电动机模型的仿真控制系统进行仿真验证,仿真结果表明该方法是有效可行的。     

SVPWM电压源逆变器供电异步电动机的动态仿真

建立了三相异步电动机在d-q坐标系下的动态数学模型,并介绍了控制异步电动机运行的两种控制技术:正弦波脉宽调制(SPWM)技术和空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)技术。在Matlab/Simulink环境下,分别建立SPWM和SVPWM电压源型逆变器供电的三相异步电动机的动态仿真模型,比较分析了在这两种控制方式下的仿真结果。结果表明,较之SPWM控制方式,SVPWM的异步电动机变频调速系统启动快,转矩脉动小,定子电流谐波小,具有较好的动态性能和稳态性能。     

永磁同步电机直接转矩控制系统的仿真研究

文章分析了永磁同步电机直接转矩控制的原理,阐述传统直接转矩控制系统转矩脉动的缺点,本文将空间矢量脉宽调制技术引入永磁同步电机的直接转矩控制系统中,利用空间矢量的调制过程,可在相同的系统硬件条件下得到更多的、连续的电压空间矢量,进而得到对电机更准确的控制。仿真结果表明,该方案既保持了直接转矩控制快速动态响应,又减小了电机转矩的脉动。     

Torque Feedforward Control Technique for Permanent-Magnet Synchronous Motors

This paper proposes a torque control method for interior permanent-magnet (IPM) motors operating in a wide speed range requiring high torque/power accuracy and a fast dynamic response. Using the fact that the motor parameters are nonlinear and significantly vary with direct and quadrature current operating points, a new optimal operating plane is generated. This operating plane combines the maximum torque per ampere (MTPA) curve, current limit circle, and maximum torque per volt (MTPV) curve, voltage limitations, and torque calculation under the nonlinear parameter variations. As a result, new feedforward tables are generated, which make full use of measured motor parameters. The new torque and flux regulators built around the feedforward tables provide a fast dynamic response and accurate steady-state torque/power production. The proposed controller was implemented and successfully tested on a 105-kW IPM motor electric drive used in a fuel-cell vehicle program.