基于定子磁链规划的异步电机最优效率控制

针对异步电机效率优化问题,提出了在直接转矩控制下采用定子磁链规划的最优效率控制方法。基于电机的损耗模型,通过效率优化算法在线检测计算各个定子磁链值对应的功率损耗并进行在线搜索,寻求消耗功率最小的定子磁链值。仿真结果表明该方法能够减小异步电机轻负载时的输入功率,明显提高电机在轻负载情况下的稳态运行效率,同时保持较好的转矩动态性能,并且收敛速度较快。     

车用异步电机宽调速范围效率优化策略

电动汽车要求异步电机在整个调速范围内高效运行,而且转矩动态响应的快速性也要得到保证.在分析异步电机矢量控制与最小损耗控制的基础上,提出了一种考虑转矩动态响应的异步电机宽调速范围效率优化策略.该策略将矢量控制中的解耦思想用于最小损耗控制,兼顾电机效率与动态性能.仿真与试验结果表明该策略既能够提高异步电机运行效率,又能够保持良好的转矩动态性能.     

车用异步电机宽调速范围效率优化策略

电动汽车要求异步电机在整个调速范围内高效运行,而且转矩动态响应的快速性也要得到保证。在分析异步电机矢量控制与最小损耗控制的基础上,提出了一种考虑转矩动态响应的异步电机宽调速范围效率优化策略。该策略将矢量控制中的解耦思想用于最小损耗控制,兼顾电机效率与动态性能。仿真与试验结果表明该策略既能够提高异步电机运行效率,又能够保持良好的转矩动态性能。     

油田电机轻载节能控制策略的研究

针对油田抽油机和风机轻载时效率低下、功率因数低,且现有的轻载节能模型要求精确了解电动机的模型和参数,难以用于工程实现等问题,利用异步电机线性化的转矩-转差率关系,对恒转矩负载与平方转矩负载推导了异步电机损耗公式.根据电机铜耗与铁耗相等的原则导出了轻载时损耗最小的控制策略方程,并且量化了轻载的概念.给出了仿真结果,并与恒压频比方法进行了对比,研究表明,新方法较恒压频比效率有所提高,功率因数得到较大改善;而新方法有实用、简单的特点,可使电动机的效率有较大提高.     

考虑负载不确定的异步电机反馈线性化的最小损耗控制

研究异步电机负载变动时基于反馈线性化的最小损耗控制的实现问题。首先分析了异步电机的损耗特性,建立了受电机温度时变参数影响小的最小损耗磁链控制模型,揭示了通过转矩的实时估计对磁链进行控制可实现最小损耗控制。应用微分几何精确线性化的理论,建立了考虑负载转矩不确定性的异步电机反馈线性化模型,实现了转速和磁链的线性化解耦控制,电机转矩的实时估计依据参考模型在电动机反馈线性化控制中实现。异步电机的反馈线性化控制既提高了动态时的响应速度,又实现了稳态时的轻载高效率运行。合理选取控制参数,实现转速、磁链以及转矩估计的渐进收敛。仿真实验表明所提控制方法的可行性和有效性。     

油田电机轻载节能控制策略的研究

针对油田抽油机和风机轻载时效率低下、功率因数低,且现有的轻载节能模型要求精确了解电动机的模型和参数,难以用于工程实现等问题,利用异步电机线性化的转矩一转差率关系,对恒转矩负载与平方转矩负载推导了异步电机损耗公式。根据电机铜耗与铁耗相等的原则导出了轻载时损耗最小的控制策略方程,并且量化了轻载的概念。给出了仿真结果,并与恒压频比方法进行了对比,研究表明,新方法较恒压频比效率有所提高,功率因数得到较大改善;而新方法有实用、简单的特点,可使电动机的效率有较大提高。     

PWM型逆变器输出谐波对异步电机损耗的影响分析

借助有限元法对PWM型逆变器供电的异步电机进行了损耗分析。由于逆变器整流方式的不同,产生了不同的电压波形,文中结合有限元法和异步电机的模型,对异步电机由于谐波作用产生的损耗进行了分析。通过把磁场分布分割为若干谐波分量,以找出谐波磁场的作用和主要的损耗因素。由此证明了转子表面的损耗大多由谐波产生。高次谐波使电动机产生脉动转矩,使输出机械特性变差,同时降低了传动系统运行的稳定性,并由于谐波损耗的产生,使电动机附加损耗增加,从而降低传动系统的能量转换效率。所以对异步电机必须考虑高次谐波的影响。     

一种用于异步电机效率优化的混合搜索方法

针对异步电机效率优化问题,提出了一种混合搜索方法.该方法起始于模糊自适应搜索,然后切换至黄金分割法以获取确定收敛速度.这样的搜索步骤能够降低转矩波动,避免在最优点附近发生振荡.利用一个包含铁损和机械损耗的异步电机模型,对该方法进行了矢量控制下的性能验证.仿真结果验证了该方法的有效性.     

管网叠压供水系统异步电机最小损耗控制研究

市政网管叠压供水系统中普遍存在水泵机组运行效率较低的问题,传统的做法是采用恒压频比控制来提高电机运行效率,系统仍存在很大的节能空间。该文根据水泵的数学模型,分析了水泵的负载特性,结果表明转速降低时其负载特性低于理论的二次方转矩负载;在考虑铁耗的异步电机等效模型基础上,研究了异步电机最小损耗的控制策略,获得了最优运行磁通的控制方法,通过采用改进的矢量控制策略补偿了铁耗引起的磁场定向误差。仿真研究表明,与恒压频比控制方式相比,最小损耗控制策略可以在保持电机静态特性的同时,显著降低电机磁通、减小电机损耗,进而提高供水系统运行效率。     

基于异步电机效率优化的变频供水系统研究

研究了供水系统中驱动水泵的异步电机最大运行效率控制问题,对于整个社会的节能和减排具有重要意义.在研究异步电机最小损耗控制算法和流量、水压与水泵转速的关系基础上,建立了基于异步电机效率优化的变频供水闭环控制系统.与恒压频比控制进行了对比,仿真结果表明最小损耗控制算法在保证系统具有较好的动态响应的同时,显著提高了轻载时电机的运行效率,将其应用于供水系统中,将有利于提高系统的节能水平.     

异步电机铁心损耗计算方法的分析与研究

采用变频启动、自启动、串电阻启动等方式启动的异步电机内的组成部件中的电磁场分布并不相同,因此各组成部件的损耗分析方法也应各不相同。各种形式的斯坦梅茨方程可分析计算铁心损耗,且斯坦梅茨方程中的系数可由硅钢片制造商提供的损耗曲线获得,然而,硅钢片制造商提供的损耗曲线仅能在几个固定的频率下获得。采用了一种曲线拟合技术,可计算任意频率下的损耗曲线。为验证该方法,搭建了实验平台,分析不同负载转矩下、不同开关频率下异步电机的损耗。对比结果表明,该方法能够准确地预测异步电机的铁心损耗。     

异步电动机效率优化控制策略综述

异步电动机在轻载运行时效率会明显下降,由于异步电动机应用广泛,优化其运行效率对节能减排具有重要意义。该文总结了近来年异步电动机效率优化控制的研究成果,其中包括基于电机损耗模型的损耗模型控制法、基于输入功率检测的搜索控制法和混合控制方法,介绍了几种典型算法的原理和性能,并指出了异步电动机效率优化的研究方向。     

变工况下感应电机全速域效率优化控制研究

为了进一步降低感应电机在变工况运行条件下的电能损耗,提出了一种基于模型法的全速域节能运行控制策略。该策略在考虑漏感影响的损耗模型基础上,建立可控损耗受转速与电流影响的机理关系,并对感应电机在全速域范围运行的转速变化进行区域划分,利用库恩卡克条件确定在不同速度划分区域运行负载波动时的最优节能控制策略;在弱磁区利用电流轨迹图对励磁电流和转矩电流进行合理分配来提高感应电机最大转矩。仿真分析表明,所提出的节能控制策略能够有效提高感应电机的运行效率,并提高弱磁区的最大输出转矩,使系统达到最佳运行状态。     

感应电动机新型最小损耗控制策略

在变频驱动中,施加在电机定子绕组上的电压和频率对一给定的转矩－转速运行点可以有不同的组合,其中存在某一最佳的电压－频率组合使电机在该点运行损耗最小。但是目前所有最小损耗控制方法都要求精确了解电动机的模型和参数,因此难以用于实际工程。本文首次利用感应电动机线性化Ｍ－ｓ公式导出了最小损耗控制方程及其约束条件,文中给出仿真和实验结果,对新方法和基于模型的效率优化方法［１］进行了对比,并给出７．５ｋＷ标准效率感应电动机采用最小损耗控制与恒Ｖ／Ｆ控制时传动系统的效率比较。研究结果表明,新方法和基于模型的效率优化方法的控制效果十分近似,而新方程却具有简单、实用的突出特点,可较大地改善电动机的效率。     

考虑铁耗电阻的感应电机参数在线辨识技术

传统感应电机高性能控制方案中,电机模型忽略了电机铁耗的影响,与实际物理模型有一定的偏差。基于包含铁耗等效电阻的感应电机模型,建立新的励磁电流计算方法,对电流和电压信号进行高精度的采样和离散处理,并对电机模型进行数学推导,得到基于递推最小二乘法(RLS)的辨识模型,实现了对铁耗电阻、转子电阻等重要电机参数的在线辨识。建立了MATLAB仿真模型,对参数辨识算法进行验证。仿真试验结果表明:所提方法可以在不同工况下实现较高精度的辨识,并可以快速地跟随待辨识参数的变化,为感应电机高性能控制奠定了基础。     

感应电机基于最大转矩输入功率比的能效优化

对于感应电机运行在非额定条件下能效不高的问题,在损耗模型的基础上,结合MTPA弱磁控制策略,提出了一种新型的损耗功率最小化方法。所提出的方法称为最大转矩输入功率比(MTPIP)方法,即在恒转矩的情况下保证输入功率的最小化。其原理是首先计算转矩向量和输入功率向量的梯度,当这两个向量平行即梯度为零时,转矩输入功率的比值达到最大。为了将新方法应用于感应电机的转子磁场定向矢量控制系统中,还设计了基于损耗模型的电压解耦方式和磁通观测器。所提出的方法既保留了损耗模型法和MTPA弱磁控制策略的优点,又实现了感应电机的高能效运行。仿真实验结果表明,MTPIP方法能在不影响矢量控制系统动态性能的基础上实现感应电机能效优化。     

电动汽车用感应电机最小损耗Hamilton控制

针对电动汽车电驱动系统的非线性特点,采用端口受控Hamilton系统理论研究了考虑铁损的电动汽车用感应电动机系统的最小损耗控制问题.首先,根据基于损耗模型的感应电机能量优化控制策略得到系统稳态时的优化结果,然后在这一稳态目标下,利用系统的互联和阻尼配置以及能量成形对考虑铁损的感应电机进行Hamilton控制,最后通过仿真实验,验证了在相同的稳态目标下,采用本文的控制算法可使得电机能量损耗明显降低,同时本文采用的控制策略与基于矢量控制的优化控制策略相比,具有收敛速度快、转速波动小等优点,为高性能要求的电动汽车电驱动系统高效运行提供了新的途径.     

基于DSP＆IPM的矢量控制系统优化控制

对考虑铁损时感应电机在同步旋转坐标系统下的数学模型进行了分析。在分析基础上，通过研究不同运行条件下电机损耗与转子磁通的关系，实现了矢量控制变频调速感应电机（IM）的优化控制。为了进一步提高电机的调速性能，根据电机矢量控制的基本原理，利用数字信号处理器（DSP）和智能功率模块（IPM），给出了矢量控制硬件的实现；阐述了系统的软件实现方法。实验表明，矢量控制变频调速系统能平稳运行，具有较好的静、动态特性，可以广泛用于以IM为驱动装置的电气传动系统中。     

一种优化五相感应电机SVPWM算法仿真研究

针对五相电机电压空间矢量多、控制复杂的问题,提出了一种优化的五相感应电机空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法与仿真。依据矢量空间解耦理论与载波统一性理论,采用基于最大矢量的SVPWM算法,综合考虑电压脉动与开关损耗等因素,对算法进行了优化。建立了系统数学模型,进行了仿真验证,对仿真过程中产生误差的部分进行了分析和优化。仿真结果表明,优化后的算法满足电机控制的需求,与传统的SVPWM算法相比,谐波畸变率降低,开关损耗降低约20%。     

一种考虑铁耗的感应电机最大效率控制系统

在研究感应电机损耗模型的基础上,综合矢量控制与最大效率控制的特点,提出了一种新的基于损耗模型的感应电机效率优化控制系统.该系统通过电机损耗模型选取最优励磁电流搜索初值,采用自寻优方法在已经缩小的范围内搜索系统的最大效率运行点.系统进人稳态时,采用效率优化控制策略,通过搜索模型获得最佳的系统效率,而在负载或速度指令突然变...