永磁同步电机的优化设计

本文分析了永磁材料的特点,导出了相应的永磁同步电机优化设计的数学模型,设计了计算机实现的方法,编制了相应的计算机程序,并成功地设计了0.8kW NdFcB永磁同步电机,该电机通过了上海市科委的鉴定,现已投入批量生产。     

永磁方波同步电机及其控制系统

在交流伺服控制系统的基础上，采用一套自行设计的电流调节及ＰＷＭ发生器控制逆变器，以构成交流永磁同步机伺服系统，首先对方波同步电机的动静态特性进行分析，并求得转矩表达式，其次采用矢量控制的方法，使定子电流和感应电势同相，此时，电磁转矩可方便的用电流控制，因此控制结构大为简化．最后，采用数模电路实现ＰＷＭ控制，在速度和位置检测的基础上构成的伺服控制系统具有结构简单、控制方便、响应良好的特点．     

永磁同步电机的参数及状态估计

永磁同步电动机的参数及状态估计是提高控制性能的基础。扩展卡尔曼滤波器是永磁同步电机参数和状态估计的一种有效方法；本文给出了滤波器的设计方法，工作原理及实现；仿真结果表明该方法具有良好的参数估计和辨识能力，能够逼近电机的实际状态。     

基于永磁同步电机的电动汽车能效控制

电动汽车(electric vehicle,EV)的一次充电行驶里程是制约电动汽车推广的重要因素之一,其与电动汽车的能量利用效率有着密切的关系。对行驶中的电动汽车进行受力分析,考虑到风阻、滚动摩擦和坡道阻力等外界因素,结合电动汽车的驱动部分和传动部分,建立了基于永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)的电动汽车数学模型。提出了针对电动汽车的最大转矩电流比(maximum torque per ampere,MTPA)控制方法,该方法中的电机驱动电流给定值是电动汽车负载的非线性函数,通过数值化求解可得到直轴电流I_d和交轴电流I_q的最优给定值。对该方法在不同外界阻力和车速的情况下与传统的零直轴电流控制方法进行了对比,结果表明该最大转矩电流比控制方法能有效提高电动汽车的动态性能和系统效率。     

电动汽车驱动用内置式永磁同步电机设计与实验研究

针对电动汽车驱动电机既要满足低速区大转矩输出,同时又要满足高速恒功率区宽弱磁调速范围的特殊需求,提出采用V型转子磁路结构的内置式永磁同步电机作为驱动电机;通过对影响这种结构电机运行特性的主要参数理论分析表明:提高内置式永磁同步电机交轴电感Lq参数值,不仅有利于提高电机恒功区弱磁扩速范围,而且同时也满足低速区的大转矩输出要求。同时,采用这种结构设计了30 kw电动汽车驱动用内置式永磁同步电机,结合有限元对样机主要性能进行了电磁场计算;并对样机进行了参数实验、空载实验、负载实验。通过对比分析,样机实验测试结果与设计计算值、电磁场仿真计算结果相吻合,表明所研究V型内置式永磁同步电机结构及提高电机交轴电感Lq参数的设计方法是一种能够满足电动汽车驱动电机输出特性需求的有效方法。     

永磁同步电机电枢反应电抗计算方法的研究

电枢反应电抗是同步电机的一组重要参数，有饱和值与不饱和值之分。本文从其定义出发，导出了永磁同步电机电枢反应电抗的表达式，进而研究不饱和值的计算方法以及饱和值的磁钢工作图法和数值方法，给出了计算实例与实测结果。     

田口法在内置式永磁同步电机优化设计中的应用

结合田口法和有限元软件对一U型转子磁路结构的内置式永磁同步电机(IPMSM)的气隙长度、永磁体尺寸及永磁体位置等相关参数进行优化设计,使铁耗、转矩脉动、单位质量永磁体产生转矩等性能最优。首先,根据所选取优化参数的个数及各参数的水平数建立田口实验正交表,对正交表中各次实验进行有限元仿真;然后对仿真结果进行平均值与方差的分析,评估优化参数对各性能指标的影响以及影响所占的比重,得到最佳优化方案;最后,对最佳优化方案进行有限元仿真,仿真结果与优化前电机比较,各性能指标得到很大的提升,验证了田口法在IPMSM优化设计中有效性。     

基于模糊自适应的永磁同步电机矢量控制系统

提出了一种基于模糊自适应的永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统的速度控制器的方案。模糊自适应控制器由模糊逻辑控制器和传统的PI控制器组成,采用模糊自适应控制器的输出对传统PI参数进行实时调整,使其具有模糊逻辑在处理不确定信息方面的能力和PI控制在线性系统中的良好性能。Matlab的仿真结果表明,采用模糊自适应建立的永磁同步电机的速度控制器,在系统参数发生变化或者受到外部扰动的情况下,PMSM矢量控制系统具有较好的动态响应特性。     

纯电动汽车用永磁同步电机空间矢量控制系统建模与仿真

在分析小型纯电动汽车动力学方程和永磁同步电机PMSM数学模型的基础上,建立PMSM驱动汽车的数学模型,并利用空间矢量脉宽调制技术和模糊PID控制算法设计了车速-电流双闭环控制系统,以驱动汽车变速运行。在Matlab 7.6/Simulink环境下搭建了纯电动汽车车速-电流双闭环控制系统动态仿真模型,依据行驶需求对电动汽车在某档位的车速与转矩进行了仿真分析,并对控制策略进行了静、动态性能验证。仿真结果表明:该系统具有响应速度快、精度高、抗干扰能力强等优点,为实际纯电动汽车驱动控制系统的分析与设计提供了新的思路。     

永磁直线同步电机伺服系统位置控制器的设计

介绍通过前馈摩擦补偿器非线性摩擦的水磁直线交流同步电机ＰＭＬＳＭ伺服系统鲁棒ＩＰ积分－比例位置控制器的设计,并将观测的负载扰动力前馈,进一步增强系统的鲁棒性。     

电动汽车用无刷直流电机控制器设计

针对四轮独立驱动电动汽车所用电机须调速性好、可靠性高的特点,从工程应用出发,设计一种以dsPIC及MC33035为核心的无刷直流电机控制器。阐述控制方案及工作原理,给出了硬件电路组成和调速方法。把该控制器运用到自行研制的四轮独立驱动电动汽车上进行测试,其结果表明,该控制器不仅具有响应速度快、调速性能好和稳定性高的特点,而且开发成本低,具有广泛的应用价值。       

电动汽车用无刷直流电机控制器设计

针对四轮独立驱动电动汽车所用电机须调速性好、可靠性高的特点,从工程应用出发,设计一种以dsPIC及MC33035为核心的无刷直流电机控制器。阐述了控制方案及工作原理,给出了硬件电路组成和调速方法。把该控制器运用到自行研制的四轮独立驱动电动汽车上进行测试,其结果表明,该控制器不仅具有响应速度快、调速性能好和稳定性高的特点,且开发成本低,具有广泛的应用价值。     

IGBT水冷散热器实验与仿真

水冷散热器是保证大功率交流传动电力机车变流装置正常工作的有效散热装置,其散热性能与流动阻力是一直研究的热点。因水冷散热器内的流速较低,Re数处于层流和湍流之间,导致内部流动状态的确定非常困难。为此,对某大功率交流传动电力机车变流装置中的2种方案IGBT水冷散热器进行研究。考虑到IGBT元件不能长时间工作在极限工况,损耗特性与结温相互影响等问题,实验中采用了自制的模拟热源代替IGBT元件。探讨了层流模型、标准k-ε模型和6种低Re数湍流模型(Abid、Lan-Bremhorst、Launder Shorma、Yang-Shih、Abe-Kondoh-Nagano、Chang-Hsich-Chen)对仿真结果的影响。通过仿真结果与实验数据的对比可知,层流和标准k-ε模型可以表示温度和压降结果的上下限,Lan-Bremhorst低Re湍流模型得到的温度和压降与实验数据较为吻合,其余5种低Re数湍流模型的温度结果与标准k-ε模型基本接近。     

Electric Vehicle IM Controller Based on Voltage-Fed Inverter

A novel electric vehicle (EV) induction motor (IM) controller based on voltage-fed inverter is presented. It is shown that the proposed adaptive control algorithm effectively both simplifies the structure and expands the capacity of controller. The relationship between stator‘s voltage and that of current under rotor‘s flux-oriented-coordinates is first introduced, and then the structure of vector control is analyzed, in which voltage compensation is inducted as the core feedback procedure. Experiments prove that, together with a facility for realization, a smooth transition, a prompt torque response and small concussion are gained. Extensive research conducted by varying parameters that result in practical ripple is proposed in conclusion.     

电动汽车动力控制器集成化壳体的热仿真分析

采用集成化设计方案,将电动汽车动力控制系统的IGBT模块、DC/DC模块、电机控制模块、整车控制器及关键电气零件全部集成在同一壳体内.IGBT模块和DC/DC模块作为动力控制系统的发热件,采用CFD有限元热仿真分析软件,对IGBT模块、DC/DC模块功率器件分别进行稳态与瞬态分析,验证了集成化壳体内部的冷却散热效果,有利于散热设计方案的确定.     

并联混合动力汽车参数优化及仿真

利用ADVISOR软件进行二次开发,将原车型改成并联混合动力汽车,并设计动力系统各参数,对所匹配车辆的动力性及其在循环工况下的燃油经济性进行了仿真,并与原车型的燃油消耗进行了对比分析。实验结果表明,改装后的混合动力汽车燃油经济性有很大改善,废气排放量降低,汽车动力性能也得到提高。     

电动汽车充电路线优化系统的研制

在电动汽车充电站预约网站的基础上,采用用户实际行驶轨迹与网站智能提供方案对比的方式对路线导航加以改进,着重于客户实际行驶路线数据的采集与发送,利用AJAX技术与北斗卫星定位系统及嵌入式微处理器,分别从网站前台与基于HTTP传输协议的后台,采集到网站提供的原始方案与车辆实际行动轨迹,将获得的大数据进行对比与展示,分析出客户的路线习惯,为客户提供更好的充电服务.     

特斯拉电动汽车充电站选址与数量优化研究

针对如何确定电动汽车充电站选址及数量问题,建立充电站投资运行维护成本的目标函数,利用量子粒子群优化算法对目标函数求解.基于建立的模型,通过实例分析对美国和韩国的电动汽车充电站进行规划,并对未来电动汽车充电网络的发展提出建议.     

铁路机车牵引电机检修线的设计与优化

通过对现行牵引电机平均检修时间的分析,以其中3个关键时间量为焦点,从理论上分析3个关键时间量的优化方式,并针对其中2个进行重点优化,最后结合实际情况对3个关键时间量的影响进行再优化.     

T免疫模糊控制在PMSM调速系统的应用

提出了一种T细胞免疫模糊控制方法. 首先利用免疫过程中T细胞浓度调节的原理,在免疫反馈控制数学模型中引入T细胞调节因子,再利用模糊控制器逼近T细胞调节因子表示的非线性函数. 该方法与传统比例-积分控制和免疫反馈控制相比,能有效抑制负载扰动对电动机转速、电磁转矩输出和电流输出的影响,具备优良的抗系统误差能力和转速跟随能力. 永磁同步电动机(PMSM)调速系统的应用结果表明该方法具备一定可行性.