永磁同步电动机最大转矩电流比控制方法

对永磁同步电动机的最大转矩电流比控制方法进行了研究。根据永磁同步电动机在d-q坐标下的基本方程,用极值原理建立了d,q轴电流与转矩的多阶方程,推导出d,q轴电流与转矩的表达式;实现了最大转矩电流比控制方法。并与I_d=0控制方法进行了比较分析,得出最大转矩电流比控制方法可以提高电机的效率、降低损耗、获得更好的动态性能。     

考虑饱和效应的IPMSM最大转矩电流比控制

针对内置式永磁同步电机(IPMSM)d,q轴电感不相等的特性,对最大转矩电流比控制方法,即在相同的电流下可输出更大转矩的控制方法进行了研究,用极值原理推导出在输出转矩一定时所需最小d,q轴电流应满足的关系式,从而在系统容量相同的情况下相对于id=0控制可显著提高系统的低速转矩及动态性能.在最大转矩电流比控制的基础上,进...     

同步磁阻电机最大转矩电流比矢量控制

同步磁阻电机实际工作过程中d、q轴电感是随d、q轴电流变化的,故需要探究这种变化规律,进而根据同步磁阻电机数学模型来确定d、q轴电流的合理分配,优化矢量控制,实现最大转矩电流比。本文分析3种矢量控制方式,根据电机运行结果对比分析其控制性能。     

一种新型最大转矩电流比控制实现方法

采用最大转矩电流比控制方案可以使电机输出转矩不变的同时,实现定子铜耗最小、提高电机运动效率的目的。永磁同步电机分为凸极机(内置式永磁电机)和隐极机(表贴式永磁电机),此处以凸极机为例进行介绍。传统的永磁同步电机最大转矩电流比控制方案中,电流和转矩关系推导繁琐,工程实现复杂。从新的角度推导出最大转矩电流比条件下d,q轴电流与转矩的数学关系,并介绍了利用PI调节器来解方程组的方法,求得的解分别作为d,q轴的电流给定。最后通过用C语言编写的控制代码加Matlab/Simulink仿真的方式验证了所述方案,并对比了采用和不采用此方案时的电机铜耗大小,仿真证明此方案是可行的且易于工程实现。     

基于反推控制的机械弹性储能永磁同步电机最大转矩电流比控制

与id=0控制相比,同等容量下最大转矩电流比控制可使永磁同步电机输出更大的低速转矩,动态性能也更优,适合于作为机械弹性储能系统驱动控制。提出一种基于反推控制的永磁同步电机最大转矩电流比控制方法,运用极值原理建立最大转矩电流比控制下最小d、q轴电流关系式,利用带遗忘因子的最小二乘算法辨识同时变化的涡簧负载转矩和转动惯量,在此基础上,设计速度反推控制器和电流反推控制器分别取代传统速度PI控制器和电流PI控制器,并从理论上证明了控制算法的稳定性。实验结果表明,最大转矩下该方法比基于反推的id=0控制需要的定子电流更小,而与基于PI的最大转矩电流比控制相比,具有跟踪参考信号迅速、动态性能好、参数调整少的优点。     

永磁同步电动机最大转矩电流比控制研究

分析了永磁同步电动机矢量控制下的最大转矩电流比控制,推导出d,q轴电流与转矩的表达式和最优定子电流矢量角的表达式。为了更好地运用于工程系统,在非线性方程组的基础上,提出了改进的曲线拟合方法,实现线性控制定子电流和电流矢量角误差最小。采用MATLAB/Simulink仿真软件分别建立d,q轴电流和定子电流矢量角控制仿真模型,根据仿真结果对两种控制方案比较,得出两种控制方式优缺点。     

计及磁饱和的车用永磁同步电机MTPA控制技术

永磁同步电机具有较高的效率和功率密度,在电动汽车驱动系统中广泛应用。电机的d、q轴电感是设计控制系统的重要参数,但重载情况下受磁饱和及交叉饱和影响严重。传统控制技术忽略磁饱和效应,导致转矩控制的精确性不足。采用有限元法分析电机负载时的磁饱和情况,计算考虑磁饱和及交叉饱和的d、q轴电感参数。以此为基础,拟合d、q轴电感和电流关系。设计计及磁饱和的最大转矩电流比MTPA(maximum torque per ampere)控制,使d、q轴参考电流计算中使用的电感随电机电流变化。通过对比,证明计及磁饱和的MTPA控制能够实现输出转矩的精确控制,提高永磁同步电机的动态响应性能。     

一种永磁同步电机交轴电流误差积分反馈深度弱磁控制策略

针对传统弱磁控制策略在深度弱磁区域电流、转矩脉动较大,电流调节器易饱和等问题,提出一种基于q轴电流增量与误差积分的深度弱磁控制策略。通过q轴电流误差积分减缓q轴电流变化率,抑制电流调节器饱和;再根据最大转矩电压比曲线对d轴电流限幅,确定q轴电流增量,重新规划PMSM弱磁电流轨迹;结合电流环模糊PI控制,进一步抑制深度弱磁区域电流、转矩振荡。仿真结果表明:该弱磁控制策略下,系统在深度弱磁区域的电流、转矩振荡及电流调节器饱和得到了明显抑制,系统运行稳定。     

考虑磁路饱和的IPMSM电感辨识算法及变参数MTPA控制策略

内置式永磁同步电机(IPMSM)d、q轴电感会随着磁路饱和程度的不同而发生改变,这会降低最大转矩电流比(MTPA)控制的有效性。考虑到定子电流引起的磁路饱和及交叉饱和效应的影响,提出了相应的d、q轴电感辨识算法和变参数MTPA控制策略。采用基于旋转高频电压注入的d、q轴电感辨识算法可在其他电机参数未知的前提下得到不同负载条件下的d、q轴电感;变参数MTPA控制策略能够充分利用标幺值化处理的优势,在转矩-最优电流控制表不变的基础上,只需根据实际d、q轴电感更新电流基值和转矩基值便可克服电感变化带来的不利影响,并实现一定转矩条件下的最佳MTPA控制。最后在电机控制实验平台上通过实验对提出的电感辨识算法和变参数MTPA控制策略的可行性和有效性进行了验证。     

基于最大转矩电流比动态磁链给定的直接转矩控制

分析得出了凸极永磁同步电机直接转矩控制中定子磁链给定必须限制在一定范围.用极值原理推导出在输出转矩一定时所需要的最小d,q轴电流应满足的关系式,同时给出了一种简洁的工程近似求解方法.最后,以变化的磁链给定代替恒定磁链给定以实现最大转矩电流比,有效克服了常规直接转矩控制在磁链给定太小时启动困难的缺点,而且大大提高了系统运行效率,仿真结果表明了该方法的有效性.     

粘着控制中的交流永磁同步电机调速控制研究

交流永磁同步电机的模型参数辨识精度是影响电机矢量控制方法性能的关键.基于此,在交流永磁同步电机同步旋转坐标系的数学模型下,提出了一种交流永磁同步电机模型参数的辨识方法,采用直轴电流阶跃响应实验同时辨识定子电阻和直轴电感,脉冲电压实验检测交轴电感,速度驱动实验检测转子磁通.在电机模型参数辨识结果的基础上,讨论了基于矢量控制的交流永磁同步电机调速控制系统电流环和速度环的设计方法.在基于TMS320F2812 DSP的电力机车粘着控制实验平台上进行了实验研究.实验结果表明电机模型参数辨识方法的有效性,调速系统具有良好的动态和稳态性能.     

基于智能PI的永磁同步电动机近似最大转矩电流比控制

在永磁同步电动机数学模型和最大转矩电流比(MTPA)控制理论基础上,通过优化算法研究了一种近似最大转矩电流比控制,对转矩电流关系进行线性化,便于工程应用。为了改善传统PI调节系统的动态性能,采用一种智能PI调节器作为系统的转速外环控制器。仿真结果表明:近似最大转矩电流比控制性能接近最大转矩电流比控制,相同的负载扰动下智能PI控制系统的动态速降和恢复时间均小于传统PI控制系统。     

基于参数辨识的PMSM电流环在线自适应控制方法

针对永磁同步电机矢量控制系统中电流控制器性能因电机参数变化而下降的问题,提出了一种基于参数辨识的电流环在线自适应控制方法。利用带遗忘因子的递推最小二乘法对永磁同步电动机定子电阻和永磁体磁链进行在线辨识,然后利用得到的定子电阻和永磁体磁链对电机d-q轴电感进行在线估计,最后利用得到的辨识值计算出实时运行条件下的电流环PI参数值。实验结果表明采用本文方法计算所得的PI参数值能够在电机参数发生变化时快速实现电流的精确控制。     

基于参数辨识的永磁同步电机无位置传感器控制

针对电机运行过程中参数变化会影响永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制性能的问题,将递推的最小二乘法(RLS)用于PMSM参数的在线辨识,在最大转矩电流比控制策略下,使用基于BP神经网络改进的模型参考自适应系统构建无位置传感器控制方案,提出了基于在线参数辨识的PMSM无位置传感器控制方案。运用递推的RLS对PMSM的交轴电感和转子磁链进行在线辨识,并将参数辨识结果应用于电机无位置传感器算法中。仿真和试验证明了基于递推的RLS参数辨识算法可以对PMSM的转子磁链和交轴电感值进行准确辨识,基于参数辨识的PMSM无位置传感器控制方案性能更好。     

基于DSP的永磁同步电动机控制系统的研究

实现了一个基于数字信号处理器(DsP)的永磁同步电动机的控制系统,对该控制系统进行了分析.重点研究了最大转矩电流比的方法,该方法在逆变器容量相同的情况下可大大提高系统动态性能,在输出相同的力矩条件下电机具有更小的定子电流.介绍了该永磁同步电动机控制系统的硬件、软件设计与调试.仿真与实验结果表明,该控制系统具有良好的控制性能.     

谐波注入式九相永磁同步电机矢量控制策略

用绕组函数法分析了多相永磁同步电机绕组磁势波的谐波构成,提出注入适当的谐波电流可以提高输出转矩,并且降低铁芯磁饱和。在旋转坐标系下建立了九相永磁同步电机数学模型,通过分析电磁转矩的构成,定量地分析了谐波电流在提升电磁转矩中的作用。推导出了基于最大逆变器功率约束的最优谐波注入比。最后,在simulink下搭建了九相矢量控制系统的仿真模型,对比了注入谐波前后电机输出转矩及电流波形的变化,并验证了注入谐波时电机的动态特性。仿真验证了理论方法的正确性和谐波电流注入的可行性。     

PMSM最大转矩电流比无速度传感器控制

针对永磁同步电机最大转矩电流比矢量控制系统,采用模型参考自适应,建立永磁同步电机最大转矩电流比无传感器控制的系统模型.选取永磁同步电机自身方程作为参考模型,其电流模型作为可调模型,在同输入的情况下,利用两模型输出之间的误差,选取合适的自适应率来实时调节可调模型的参数,使得两模型的稳态误差趋于零.仿真分析和实验结果表明,...     

Five-phase permanent-magnet motor drives

A five-phase brushless permanent-magnet (PM) motor is introduced. The proposed motor has concentrated windings such that the produced back electromotive force is almost trapezoidal. The motor is supplied with the combined sinusoidal plus third harmonic of currents. This motor, while generating the same average torque as an equivalent PM brushless dc motor (BLDC), overcomes its disadvantages. The motor equations are obtained in the d/sub 1/q/sub 1/d/sub 3/q/sub 3/0 rotating reference frame. Therefore, the so-called vector control is easily applicable to this kind of motors and the motor has the same controllability as a PM synchronous motor (PMSM). For presenting the superior performance of the proposed five-phase motor, its three and five-phase PMSM and BLDC counterparts are also analyzed. Finite element method is used for studying the flux density and calculating the developed static torque. Also, the developed torque is obtained using the mathematical model in the d-q reference frame. The average torque and the torque ripple for all cases are calculated and compared. Experimental results are in good agreement with the simulation results.     

基于最小二乘法的永磁同步电机电感辨识研究

内置式永磁同步电机(PMSM)的电感会随着磁路的饱和程度加深而减小,导致电机控制系统中,不同运行状态下,电感参数会发生变化,因此准确辨识电感参数对电机的控制性能影响很大。针对这一问题,提出了利用PMSM瞬态电压方程建立基于带遗忘因子的最小二乘法的电感辨识方法。搭建了仿真模型,分析了在转速、转矩发生变化时该辨识方法的辨识结果,并在基于dSPACE的试验平台上试验验证了该辨识方法。通过对比仿真和试验的结果,证明该方法在内置式PMSM控制中具有良好的实时性和有效性。