永磁同步电动机弱磁扩速概况

分析了适合弱磁运行的永磁同步电动机的结构特点,从本体和控制两个方面介绍了永磁同步电动机的弱磁方法,指出各种方法的优缺点.最后综述了国内外弱磁扩速研究的发展现状,重点介绍了复合转子电机和4种通过改变磁通路径弱磁的新型电机.     

永磁同步电动机的弱磁扩速分析

介绍永磁同步电机的弱磁扩速原理以及弱磁扩速难的原因，评述国际上永磁同步电机弱磁扩速的方法和研究成果。指出将优化的控制方法和复合永磁转子结构相结合的对策是彻底解决弱磁扩速的最佳选择．并针对这种新型结构提出了尚需攻克的难点。     

端口哈密顿方法在永磁同步电动机控制中的应用

针对负载转矩已知和未知两种情况，建立了永磁同步电动机的端口受控哈密顿速度控制模型，利用互联和阻尼配置的无源性方法，设计了满足最大输出功率控制原理的速度控制器，给出平衡点的稳定性分析，并设计了负载转矩观测器。仿真结果证明了此控制方案具有抑制扰动的转速跟踪特性。     

永磁同步电机的端口受控哈密顿控制

在永磁同步电机的伺服控制系统中,绝大多数采用矢量控制和直接转矩控制,由于永磁同步电机是一种非线性的机电能量转换装置,运行时受电机参数的变化、负载扰动等因素对整个系统的稳定性、可控性影响较大。提出一种基于端口受控哈密顿方法建立了永磁同步电机的非线性数学模型,设计了一种端口受控哈密顿控制器,并分析了该控制器的鲁棒稳定性。对比传统PI矢量控制,通过仿真及实验结果表明所设计的端口受控哈密顿控制器具有优越的性能和较强的鲁棒性。     

弱磁调速永磁同步电动机基速点设计分析

为了提高永磁同步电动机弱磁控制时的负载能力,通过改变绕组匝数来改变电机电感,设计了4台尺寸相同但基速点不同的电机。采用有限元软件搭建了4台电机的模型,分别仿真了包含弱磁调速在内的机械特性,比较了不同电机的负载能力以及电磁损耗。仿真结果表明,在电源电压受限而逆变器电流容量充裕的情况下,适当降低绕组匝数,不仅可以提高电机的负载能力还可以降低电磁损耗。     

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.     

基于端口受控哈密顿方法的永磁同步电机MTPA伺服控制

采用新的能量成型和端口受控哈密顿(PCH)系统理论,建立PMSM的PCH系统数学模型,给出系统的反馈镇定原理。根据最大转矩/电流(MTPA)控制原理确定了系统期望的平衡点,在负载转矩已知时,分析了PMSM系统的平衡点稳定性,并进行仿真。结果表明,系统具有良好的伺服性能。     

宽弱磁永磁同步电动机的研究综述

提高永磁同步电机的弱磁扩速能力,主要从控制策略和电机本体结构设计两方面着手。本文基于永磁同步电机的弱磁原理,分析了现行控制策略方式进行弱磁的不足之处,并从改进电机本体结构方面,即设计特殊的定、转子结构或者增加相应的磁场调节装置等,综述了七种国内外具备宽弱磁调速的永磁同步电机结构,为永磁同步电机特殊场合弱磁应用提供了思路。     

电动汽车用永磁同步电动机弱磁研究综述

从永磁同步电动机结构特点和弱磁运行原理入手,结合电动汽车的特殊运行工况,分析电机磁路结构及主要参数对电动机弱磁性能的影响,综述了国内外电动机弱磁性能研究的发展现状,为电动汽车用永磁同步电动机弱磁性能的研究提供参考。     

电动汽车用永磁同步电动机弱磁控制系统研究

电动汽车用永磁同步电动机在基速以下恒转矩运行,在基速以上恒功率扩速运行。在分析永磁同步电动机数学模型的基础上,设计了一种具有转速控制和转矩控制两种工作模式的弱磁控制系统。该系统在基于XC164的硬件平台上进行了试验,得到了永磁同步电动机控制系统的转速-转矩特性及效率曲线。试验结果表明,该系统有效满足了电动汽车的弱磁扩速要求。     

一种永磁同步电动机弱磁新方案

在简单介绍永磁同步电动机弱磁扩速的原理、各种弱磁解决方案及其存在问题的基础上,提出了一种新的永磁同步电机弱磁方案——漏磁路弱磁方案,并将这种新的弱磁方案与复合永磁转子结构弱磁方案进行了比较,着重介绍了增大漏磁路弱磁方案的弱磁机理及其研究进展。     

内置式永磁同步电动机弱磁调速优化控制

从永磁同步电机(PMSM)的矢量控制出发,提出了一种PMSM弱磁优化控制方法。内置式永磁同步电机(IPMSM)相对表贴式永磁同步电机弱磁能力强,调速范围宽,以IPMSM为对象,对弱磁调速进行了仿真与优化。PMSM在基速以下采用最大转矩电流比的恒转矩控制,减小了电机损耗,提高了逆变器的效率,在基速以上采用恒功率调速。直轴电流去磁调速结合交轴电流去磁调速的弱磁控制方式,提高了PMSM的功率因数,扩展了调速范围。针对弱磁环节转速的波动问题,在传统PI控制上做出改进,提出了模糊自整定PI的控制方式,提高了PMSM弱磁调速的性能。在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,验证了该控制方法的可行性。     

永磁同步电动机的哈密顿最优控制系统

针对内埋式永磁同步电动机数学模型的非线性,基于非线性系统正交分解的端口受控哈密顿模型,采用能量成型与无源性的控制方法,设计了内埋式永磁同步电动机调速系统的控制器,并证明了该系统的稳定性。将速度控制问题转化为带阻尼系数的一阶微分方程求解问题,给出了阻尼系数的求取方法。进而提出了同时考虑逆变器电压约束和最大转矩/电流比控制的优化方法,为哈密顿控制器提供了期望平衡点。仿真结果表明该调速系统具有良好的控制性能。     

内置式永磁同步电动机弱磁控制实验研究

以内置式永磁同步电动机为研究对象,提出一种具有快速动态响应的前馈弱磁控制策略.根据电机运行时的转矩和定子磁链给定值,通过实时查表得出电机的交、直轴电流参考值;同时为了解决电动机高速运行时参数漂移问题,在前馈控制基础上叠加了基于输出电压的闭环控制策略,有效地提高了系统的鲁棒性.实验结果证明电动机在全速范围弱磁控制策略的有效性.     

基于PR控制器的永磁同步电动机弱磁控制

介绍了永磁同步电动机的数学模型,并对其弱磁原理进行阐述.因传统的调速控制经解耦后常采用PI调节器,引入与温度和电路参数有关的交叉耦合项和前馈补偿项,影响了控制系统的鲁棒性,特别是在额定转速以上的弱磁运行时影响更大.分析了比例谐振PR控制器特点,并提出一种基于改进PR控制器及转子磁链定向的移相弱磁控制策略.仿真结果表明,所述的控制策略能实现永磁同步电动机的高倍弱磁扩速,具有良好的鲁棒性和动态性能,验证了该方法的正确性.     

基于端口受控哈密顿系统理论下的永磁同步直线电机无源控制

针对面装式永磁同步直线电机(SPMSLM)在负载阻力已知恒定和未知的情况下,采用端口受控耗散哈密顿(PCHD)方法,对面装式永磁同步直线电机进行建模,给出了闭环期望哈密顿函数,并配置了期望的互联与阻尼矩阵,设计了系统的控制器,并且在负载阻力未知时,设计了观测器,然后分析了系统平衡点的稳定性。仿真结果表明文中所提出的方案对负载阻力已知恒定和未知的情况具有很好的位置跟踪性能、很好的抗扰性能和很强的鲁棒性。