永磁同步电动机定子磁链观测方法研究

定子磁链的准确观测是直接转矩控制系统的重要环节之一.定子磁链的观测,一方面影响着空间电压矢量的选择,即可能由于观测误差无法准确判定磁链所在的扇区;另一方面它可能造成控制策略失误,影响转矩的观测结果,所以定子磁链的准确观测和有效控制,对于提高直接转矩控制系统的性能有着重要的意义.将磁链反电势积分法和电流模型观测方法联合起来,构成一适用于全速范围内的闭环磁链观测器,从而有效确保了定子磁链的准确观测.     

基于十二扇区细分的永磁同步电动机直接转矩控制

针对永磁同步电机的传统直接转矩控制中的磁链和转矩脉动大的缺点,提出了十二扇区细分的磁链闭环控制方法和相应的电压开关表.分析了电压矢量对电磁转矩和定子磁链的作用,得到有限的扇区和电压矢量会造成转矩和磁链脉动大.理论和实验对比分析了六扇区划分和十二扇区划分的控制性能.实验结果表明十二扇区划分的 PMSM 直接转矩控制方法,既保证了 DTC 的快速性,又很好地降低了转矩与磁链脉动.     

基于LMI的永磁同步电动机定子磁链观测研究

为了提高永磁同步电动机直接转矩控制系统在定子电阻值变化时定子磁链的观测性能,提出了一种改进自适应定子磁链观测器的设计方法,该方法采用线性矩阵不等式迭代算法代替传统极点配置方法来获取增益矩阵。仿真结果表明,改进的方法可以提高定子电阻的辨识精度,改善定子电阻变化时定子磁链的观测性能。     

基于MTPF永磁同步电动机直接磁链控制

为了提高永磁同步电动机的调速性能,提出了基于最大转矩/磁链的定子磁链直接控制的方法.研究了基于空间矢量脉宽调制的永磁同步电动机过调制技术.在控制过程中磁链比较环节的定子磁链给定不再是一个恒定的值,而是根据负载转矩和给定转速来动态调整,从而通过直接控制定子磁链来实现转矩的控制.实验证明基于最转大转矩/磁链定子磁链直接动态控制方式要明显优于传统恒定磁链的直接转矩控制方式,定子磁链的动态控制减少了转矩建立的时间,无需电流控制器,具有减小磁链和转矩脉动的特点;直接磁链控制算法与过调制技术相结合后,在弱磁控制区也实现了快速的动态转矩响应特性.     

基于卡尔曼滤波器的永磁同步电动机定子磁链观测研究

着重分析了卡尔曼滤波器的设计原理，并将该方法运用到永磁同步电动机直接转矩控制系统中。仿真结果证明该方法具有良好的观测效果，完全消除了常规电压积分磁链观测方法存在的直流偏移和累积误差等缺点。     

用于永磁同步电动机直接转矩控制系统的新型定子磁链滑模观测器

提出一种高鲁棒性的永磁同步电动机定子磁链滑模观测器。该观测器借助于滑模控制理论,以定子电流和定子磁链为状态变量,利用电流观测误差对定子磁链观测进行校正。实验结果表明,观测器对模拟量采样通道直流偏置、电机参数的变化具有较强的鲁棒性,构成的直接转矩控制系统调速范围较宽。     

定子磁链辨识的无轴承同步磁阻电动机解耦控制

实现转矩与悬浮力解耦是无轴承电机正常运行前提,而解耦通常都是利用转矩与径向悬浮力相关控制结构及变量实现,即转矩的控制策略受到解耦要求的约束。无论开环或闭环矢量控制,无轴承同步磁阻电机d-q轴定子电流控制都是已知的。采用波波夫超稳定性理论构造磁链的两相静止坐标U-I观测模型;并对其积分带来的问题进行相应补偿。以此观测得到的磁链构成解耦控制器,从而实现转矩、悬浮力能自由选择控制策略而不受解耦限制,使无轴承同步磁阻电机能适应更广泛的应用场合。仿真实验结果表明,利用这种策略可以实现对无轴承同步磁阻电机独立控制,且在定子电阻参数变化下仍能精确解耦,并且系统具有良好的动静态性能。     

基于定子磁链定向的电磁式同步电动机的矢量控制

简单介绍了电磁式同步电机矢量控制的原理和方法,对基于气隙磁链定向和定子磁链定向的矢量控制进行了理论分析,并对基于定子磁链定向的功率因数为1的控制策略,在matlab/simulink仿真环境中进行了建模,在系统空载起动,负载突变,带载三种情况下进行了仿真,仿真结果表明系统具有良好的动静态特性.     

基于扇区过渡的永磁同步电动机直接转矩控制

分析了直接转矩控制(DTC)基本原理,针对永磁同步电动机直接转矩控制系统中定子磁链经过相邻近扇区边界时系统转矩脉动较大的问题,提出两种在相邻扇区过渡时抑制转矩脉动的方法:平衡扇区过渡法和过扇区过渡法,并对所提出的两种方法进行了仿真研究.仿真实验结果表明两种方法都能有效减小系统中定子磁链处于扇区边界时的转矩脉动.     

基于气隙磁链模型的大功率永磁同步电动机速度控制

大功率永磁同步电动机相比普通大功率电机,具有功率密度大、转矩脉动低等优良特性受到了高度重视。但是由于电流大气隙磁链极易发生畸变,因此保持气隙磁链的磁场恒定尤为重要。分析了永磁同步电动机气隙磁链形成的原理,建立了一种沿气隙磁链定向的永磁同步电动机数学模型,该模型实现了气隙磁链和电磁转矩的解耦。针对气隙磁链和电磁转矩分别设计了控制器。数值仿真表明,所设计的控制器在实现电机转速控制的同时,能够保持气隙磁链的恒定,有效地抑制了畸变,具有很好的工程应用前景。     

一种基于磁链规划的永磁同步电动机控制方法

提出了一种基于磁链规划的电动坦克用永磁同步电动机矢量控制方法,充分利用逆变器容量的最大转矩控制算法以满足电动坦克的动力要求,并采用基于磁链的效率优化算法提高系统效率.最后仿真验证了该方法的实用性和有效性.     

永磁同步电动机弱磁控制的设计

阐述了永磁同步电动机恒功率弱磁扩速的基本原理以及弱磁扩速难的原因.基于专业电机设计软件RMXPRT和二维电磁场有限元分析软件包MAXWELL 2D,以内置径向式转子磁路结构为例,阐明了弱磁控制用永磁同步电动机电磁设计原理和方法,要求所设计的电机其恒功率弱磁扩速范围(CPSR)达两倍以上.在此基础上分析了所设计电机实际的扩速范围,并对满足设计要求(CPSR>2)的弱磁扩速用永磁同步电动机进行瞬态电磁场的仿真分析,结果表明了所设计电机的合理性.     

基于磁链观测器的永磁同步电动机矢量控制系统

将改进型积分器作为永磁同步电动机(PMSM)的磁链观测环节,通过定子磁链观测实现对PMSM磁极位置的估计,结合矢量控制构成无位置传感器矢量控制系统.该改进型积分器消除了纯积分器带来的初值不准确、直流偏移等问题,又可以获得比低通滤波器更优的性能.仿真结果表明,PMSM无位置传感器矢量控制系统动静态性能好,抗干扰能力强.     

永磁同步电机直接转矩控制中定子磁链的分析

针对交轴电感大于直轴电感(Lq＞Ld)的凸极永磁同步电机转矩表达式的特点,得出了为了保证电磁转矩和负载角变化趋势一致时必须保证定子磁链给定幅值限制在一定的范围内,以及在基速运行范围内如何来改变定子磁链给定幅值达到最大转矩/磁链(MPTF)运行的目的,从而达到提高系统运行的效率,仿真结果表明采用基于MPTF的直接转矩调速系统较传统的直接转矩调速系统效率大为提高.     

基于高性能磁链算法的永磁同步电动机无位置传感器控制

准确的磁链辨识是基于磁链观测法永磁同步电动机无位置传感器控制的关键,传统电压型磁链辨识算法消除了纯积分存在漂移问题,对圆形磁场的磁链可以准确辨识,但对实际中电机内普遍存在的椭圆形磁场的磁链辨识时存在稳态幅值和相位误差。分析了椭圆形磁场时磁链矢量与反电动势矢量的空间关系。对传统算法辨识椭圆形磁链的误差进行了分析,提出一种改进的新型磁链算法。改进后的新算法运算量与传统算法相当,但对圆形与椭圆形磁场的磁链均能准确辨识。将新算法应用于一台表贴式永磁同步电动机无位置传感器控制系统的转子位置估算,仿真证明,在稳态及转速突变时新算法均具有良好的位置和转速跟踪效果。利用数字信号处理器TMS320F2812DSP对其进行了数字化实现。实验结果表明,在中高速范围内,调速系统在稳态与电机转速突变时具有良好的动静态特性,但在低速区会出现系统不稳定。仿真与实验证明了新算法的有效性和实际可应用性。     

直接转矩控制永磁同步发电机相位自校正型定子磁链观测器

直接转矩控制永磁同步发电具有电磁转矩和直流电压输出动态响应快等优点,但这些优点的实现需要准确的定子磁链。实际发电机参数在一定范围内随工作点变化而变化,这就要求定子磁链观测器对这些参数变化具有很强的鲁棒抑制特性。该文提出一种新型定子磁链观测器,该观测器借助有效磁链概念计算出转子磁极位置角观测值,基于此将定子磁链电压模型和电流模型联系起来,无需转子速度信息;为了进一步降低观测的定子磁链相位误差,将观测的定子电流矢量与实际定子电流矢量乘积结果送给PI调节器,利用PI输出值对转子位置角观测值进行校正。实验结果表明,采用该文提出的定子磁链观测器在无需转子速度及参数辨识情况下,对电机参数变化及模拟量采样误差具有很强的鲁棒抑制特性,可以获得准确的磁链观测值,实现电磁转矩和直流发电电压的快速而平稳控制。     

双定子永磁同步电动机的结构设计

根据传统稀土永磁同步电动机的结构特点,设计出一种双定子结构永磁同步电动机,讨论了体积不变的条件下电机的输出转矩,探求利用该电机的结构特点抑制力矩波动的方法。对样机进行了实验测试,并得出相应结论。