考虑定位力矩补偿的磁通切换永磁电机模型预测转矩控制方法

为了减小定位力矩对磁通切换永磁(FSPM)电机性能的影响,提出了一种考虑定位力矩补偿功能的模型预测转矩控制(MPTC)方法。通过有限元分析获得FSPM电机定位力矩主要谐波的数学表达式,根据补偿控制理论,构建能够抵消定位力矩的补偿转矩模型。基于MPTC原理,利用补偿转矩模型、预测转矩模型和预测磁链模型共同设计价值函数,以获得最优开关状态。所提控制方法不但能实现定位力矩补偿和转矩脉动抑制,还具有较好的动态性能,并且适用于一般的永磁同步电机。仿真和实验结果验证了所提控制方法的有效性。     

磁通切换双定子电机定位力矩抑制方法研究

磁通切换永磁(FSPM)电机具有功率密度高、输出转矩大、反电动势正弦等优点,与传统永磁体位于转子的永磁同步电机、无刷直流电机相比,FSPM电机存在较大的转矩脉动,这也一定程度上限制了该类电机在诸如高精度运动控制、伺服系统等领域的应用和推广。针对磁通切换双定子电机,提出了一种"内、外电机错位设计与控制"的方法,并进行理论分析和实验验证。在电机本体设计上,采用磁路并联式同心圆结构,同时将内、外定子之间错开一个角度;控制时,通过控制内、外定子电流相位,以达到明显抑制定位力矩的目的。仿真分析和实验研究均表明,该方法能使电机在保持高转矩密度的同时,能有效降低了该类电机的总转矩脉动,为该类双凸极类双定子电机的转矩脉动的抑制,提供了一种行之有效的方法。     

无刷直流电动机噪声分析及其抑制

分析了无刷直流电动机的定位力矩和电磁波动转矩引起振动与噪声的机理.通过噪声及其频率的测试,研究了转矩脉动各分量对电机振动与噪声的影响.采用定子齿冠开槽减小定位力矩、正弦波驱动减小电磁转矩波动的措施,有效地抑制电机的振动和噪声.     

磁通切换永磁电机等效模型与控制策略分析

针对传统转子永磁型电机散热困难导致永磁体发生不可逆退磁、限制电机出力、减少功率密度等问题,提出了一种定子永磁型磁通切换永磁(FSPM)电机,并对该电机结构特点与等效模型进行了分析,比较了定子磁场定向控制(SFOC)、直接转矩控制(DTC)及基于空间矢量调制的直接转矩控制(SVM-DTC)三种控制方法在FSPM电机上的应用效果.运用dSPACE的实验平台,对基于SFOC的FSPM电机驱动系统进行了实验研究.仿真与实验结果表明,采用SFOC的FSPM电机转矩脉动小、电流正弦度好以及低速性能优越,更适合于低速驱动领域的应用.     

反作用飞轮电机换相转矩脉动分析

为了提高反作用飞轮制动时的输出力矩精度,针对反作用飞轮电机运行时的拓扑结构,建立了飞轮电机换相时的数学模型,分析了电动运行状态下电流下降相通过开关管并联电容续流的换相过程以及电容值的大小对换相转矩脉动的影响,并首次分析了反作用飞轮电机能耗制动和反接制动时产生换相转矩脉动的物理过程,确定了制动时产生换相转矩脉动的主要影响因素和转矩脉动最小化条件,为研究减小换相转矩脉动的措施和提高反作用飞轮电机控制精度提供了理论依据。     

开关磁阻电机调速中转矩脉动最小化的研究

转矩脉动是电动机输出转矩波动较大的一种现象,与正弦波电机相比,由于开关磁阻电机的双凸极结构,它的转矩脉动非常大。开关磁阻电机的单相绕组的磁场分布以及转矩—电流—转子位置角的特性曲线都决定了在电机运行期间转矩脉动的数量。在抑制SRM转矩脉动方面的研究主要是从电机设计和电机控制两个方面进行展开,主要对转矩脉动的起源以及各种消除转矩脉动的方法进行了详细阐述,并结合当前最新的发展趋势进行了介绍。偏重于从电机控制角度来研究转矩脉动的抑制方法。     

开关磁阻电机转矩脉动抑制综述

针对开关磁阻电机转矩脉动较大的缺点,在分析转矩脉动产生机理后,从电机本体结构优化和控制策略设计两个方面综述抑制开关磁阻电机转矩脉动的若干解决方案。指出了各种转矩脉动抑制方法的优缺点,提出了开关磁阻电机转矩脉动抑制的研究方向。     

重复控制的开关磁阻电机转矩脉动抑制策略

针对开关磁阻电机在运行中的转矩脉动问题,提出了一种基于重复控制的开关磁阻电机转矩脉动抑制方法.在具有周期性扰动的控制系统中,重复控制把上一周期的偏差和当前的偏差叠加到被控对象进行控制,以达到高精度的控制效果.在此策略基础上,通过转子位置角估算和滞环电流控制,合理调节转矩大小,使电机转矩在运行中平稳过渡,从而达到抑制其转矩脉动的效果.仿真证实该方法能够有效地抑制开关磁阻电机的转矩脉动.     

SRM转矩脉动抑制的控制策略分析

开关磁阻电机运行中转矩脉动比较明显,由此引起的电机噪声及转矩波动制约了其在高性能控制领域的应用.优化电机的结构设计及采用合适的控制技术是抑制开关磁阻电机转矩脉动的2种主要方法.在对开关磁阻电机转矩脉动产生机理分析的基础上,从控制的角度综述了开关磁阻电机转矩脉动抑制的若干解决方案的要点,分析了各种控制方法的优缺点,从而对...     

永磁无刷电机换相转矩脉动抑制算法设计

永磁无刷电机具有结构简单、效率高、转矩大等优点,然而转矩脉动特别是换相转矩脉动问题,制约了其在高性能设备上的应用。针对无刷电机换相转矩脉动问题,从电机数学模型出发,分析了换相转矩脉动产生机理,提出一种改进型12步换相算法,通过柔性换相过程来抑制无刷电机换相转矩脉动。经验证,该控制策略可以有效增加转动力矩、降低转矩脉动,且算法简捷、复杂度低,便于工程技术实现。     

感应电机直接转矩控制系统的转矩脉动极小化方法

针对感应电机直接转矩控制系统在稳态运行时转矩脉动大的问题,提出了一种转矩脉动抑制方法。基于离散化的感应电机模型,分析了直接转矩控制系统的转矩脉动机理。以转矩误差均方根极小为目标,将采样周期分为非零电压矢量作用时间段和零电压矢量作用时间段,推导了最优电压矢量切换时间的计算公式。仿真和实验结果表明所提方法可有效减小直接转矩控制系统的转矩脉动。     

惯性动量轮电机磁极结构对转矩脉动的影响

驱动电机的转矩脉动是影响惯性动量飞轮输出力矩精度和稳定性的主要因素之一。该文针对无刷直流电机结构,推导了电机气隙磁密与反电势和转矩脉动的关系,分析了电机反电势波形对转矩脉动的影响,并用有限元方法对电机磁极不同充磁方式、极对数和极弧系数下的气隙磁密波形及转矩脉动的影响进行了仿真,通过实验得到了电机反电势波形并计算得到转矩脉动系数,验证了仿真结果的正确性。     

一种新的无刷直流电机的转矩脉动抑制控制策略

首先对永磁无刷直流电机转矩脉动的产生机理进行了分析.然后通过对电机运行状态的理论分析和建模,得出了换相转矩脉动的大小,并对电机在不同速度区间提出了不同抑制换相转矩脉动的方法,最后通过仿真对这种方法进行了验证.     

基于谐振补偿策略的少稀土类齿轭磁势互补型双凸极永磁电机的驱动控制研究

该文以少稀土齿轭磁势互补型双凸极永磁电机为研究对象,提出一种有效的谐振补偿控制策略,以实现转速脉动的抑制和电机驱动性能的提升。首先,对电机空载反电动势和定位力矩进行谐波频谱分析,并根据分析结果,针对电机转矩方程和运动方程的数学模型进行进一步推导。然后,在电机转速脉动呈近似正弦变化特点的基础上,提出一种将PI控制器与谐振控制器相结合的电流调节方法并确定控制系统的改进方案,尽可能地提升转速脉动抑制的效果。在Matlab中搭建基于谐振补偿控制策略的系统仿真模型,并针对补偿策略实施前后的转速脉动特性进行仿真分析。使用加工的原理样机,对仿真分析结果进行相应的实验验证。最后,仿真分析和实验结果均表明,所提出的谐振补偿控制策略可以有效的抑制电机的转速脉动,提升电机运行性能。     

开关磁阻电机转矩脉动与铜耗最小化控制研究

针对开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)的双凸极结构导致其运行时产生很强的转矩脉动现象,根据SRM非饱和特性下电感与角度关系曲线,提出一种基于指数函数的SRM转矩脉动与铜耗最小化转矩分配综合控制方法,该方法综合转矩计算式和查表法将参考转矩直接转化为参考电流,避免了对转矩的测量。与正弦转矩分配控制进行比较分析,在电机工作效率方面验证了该控制系统性能的优越性;提出将转矩脉动抑制作为主要优化对象,抑制定子绕组换相电流作为次级条件,利用加权函数实现转矩脉动抑制与运行效率的优化平衡方案。以一台3 kw的12/8极开关磁阻电机为控制对象,建立控制系统仿真模型,验证了方案的有效性。     

3种谐波电流注入模式下的磁通切换永磁电机缺相容错控制

对矢量控制九相定子36槽/转子34极磁通切换永磁(flux-switching permanent magnet,FSPM)电机驱动系统中一相断路故障工况进行研究。单相故障时,根据转矩电流分量不变及定子铜耗方程,提出了3种谐波电流注入模式下无扰运行的容错控制策略,即在容错运行时分别注入3次,3、5次以及3、5、7次谐波电流,进而获得铜耗最小优化目标的容错电流通用在线生成方法。仿真分析和原理样机容错实验结果,证明了所提方案可以减小定子绕组断路故障引起的转矩脉动,使九相FSPM电机在故障状态下的运行性能得到明显改善,有效提高调速系统的可靠性。     

基于等宽极厚调制的永磁电机优化设计

表贴式永磁同步电机气隙磁密谐波含量高,导致电机空载反电动势正弦度差,影响电机转矩脉动;齿槽转矩是永磁同步到电机固有属性,会使电机在运行过程中产生转矩脉动和噪声;针对以上问题,提出采用分块磁极等宽极厚正弦调制的方法优化永磁同步电机气隙磁密和齿槽转矩。使用有限元进行仿真分析,验证了该方法的正确性,表明该方法能有效抑制永磁同步电机气隙磁密谐波分量,在一定极弧系数范围内对齿槽转矩抑制具有较好的效果,同时在不降低电机平均输出转矩的情况下减小电机转矩脉动。     

无刷直流电动机新型电流检测方法

为了检测三相无刷直流电动机绕组内产生力矩的电流,在电机工作于三相六拍两两导通控制方式时,针对逆变器下桥臂开关管调制方式,提出了一种新型电流检测拓扑。分析了电机绕组在各种状态下检测电流与电机电磁转矩的关系,并进行了实验验证。分析和实验证明,该拓扑能够简单、有效的检测出电机的力矩电流,对抑制电机转矩脉动具有重要意义。     

三相混合式步进电动机及其驱动线路

本文阐述三相混合式步进电动机的作用原理和基本的驱动线路。通过实验样机与同类型的反应式步进电动机进行比较,显示出混合式步进电动机具有输入功率小、输了转矩大、绕组电感量小和有定位力矩等优点。同时它与二相和四项混合式步进电动机相比较也显示了具有较高的电机运行频率和较小的转矩脉动的优点.     

基于新型扩张状态观测器的PMSM周期性转速脉动抑制方法

电机本体的齿槽转矩、磁通谐波、定子电流测量误差、负载中的周期性转矩、电机换相和死区效应等因素会造成电机转矩中存在周期性脉动,这种脉动一般会表现在电机整个运行速度范围内,造成电机转速脉动大,不利于电机的高精度转速控制。提出了一种基于新型扩张状态观测器的PMSM周期性转速脉动抑制方法。利用周期性信号的微分特性,构建扩张状态观测器,观测出电机转速脉动中的主要周期性分量,利用自抗扰控制算法对其补偿,以消除转速中的周期性脉动。仿真和实验结果表明,该方法能够对转速实现更好的补偿控制,使得电机转速稳态脉动显著减小,从而提高电机运行的平稳性