永磁式双凸极电机新型调速系统

在用有限元法对6/4极永磁式双凸极电机内电磁场计算分析的基础上，详细分析了转矩脉动的形成机理。针对目前转速电流双闭环控制方式，提出了转矩内环的新型调速控制方式，设计了转矩观测器，构造了永磁式双凸极电机新型调速系统。该控制方式可减少因自感和磁链非线性畸变产生的换相转矩脉动和稳态转矩脉动，并将其与电流控制方式进行了比较，验证了新型调速系统的正确性。和传统电流控制方式相比，新型转矩内环控制方式在低速时转矩脉动较小，转速比较平稳。     

基于TSMC永磁方波电机转矩脉动抑制的研究

针对电机换相时转矩脉动过大的问题,提出一种新颖的基于双级矩阵变换器的永磁方波电动机的拓扑结构,在该拓扑结构上采用电流和转速的双闭环控制,通过检测定子端电压来确定续流时间,改进了续流时期 PWM调制策略,所提出PWM调制策略无论在低速还是高速,都能准确确定电机续流时间,快速抑制转矩脉动,实现对永磁方波电动机的交-交直接控制,该控制策略使得输入功率因数接近1,同时能够实现能量双向流动。通过 MATLAB 仿真结果表明电机输出电流接近矩形波,换向转矩脉动得到很好的抑制,转速跟踪准确,验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

双凸极永磁电机的直接转矩控制

由于双凸极电机的结构,使其在运行时会有较大的转矩脉动,针对这一缺点,提出了双凸极永磁电机的直接转矩控制方式。采用有限元的方法对双凸极永磁电机(DSPM)进行了磁场分析。分析了其数学模型,降低了转矩的脉动。通过仿真验证了双凸极永磁电机直接转矩控制的正确性,并将其与传统的转速电流双闭环控制方式进行了比较,在直接转矩控制方式下,双凸极永磁电机转矩脉动较小,转速更为平稳。     

基于谐波补偿的永磁电机转矩脉冲抑制

永磁同步电机(PMSM)因气隙磁场畸变及逆变器的非线性特性,容易使电流波形发生畸变,从而导致转矩脉动。在此设计了一种基于谐波电流补偿的转矩脉动抑制方法,在双闭环控制基础上,加入谐波注入补偿环节补偿三相电流的谐波。实验结果表明,该控制方法有效提高了系统的控制精度,能有效改善电流波形从而抑制电机运行时的转矩脉动。     

无位置传感器无刷直流电机三闭环控制系统

为了减小无位置传感器无刷直流电机的转矩脉动,在传统的转速电流双闭环控制的基础上,增加了功率抑制闭环,构成三闭环控制系统,针对换相转矩脉动提出了分阶段控制策略,有效减小了电机换相转矩脉动和母线换相电流脉动。首先建立无位置传感器无刷直流电机模型,给出功率抑制闭环的控制方法以及数学公式。然后建立三闭环控制模型,通过仿真结果验证了理论分析的结论。最后通过实验验证此控制策略可以将样机转矩抑制在额定转矩附近波动,无明显换相转矩脉动产生。结果表明,与传统的控制方法相比,提出的方法抑制换相转矩脉动的效果更佳。     

基于无迹卡尔曼滤波的永磁无刷电机转矩脉动抑制研究

电机转矩脉动会导致电力传动系统控制特性和系统可靠性的降低,同时造成机械振动、噪声和谐振等问题.针对更为严格的应用要求,本文提出了内模控制与无迹卡尔曼滤波算法相结合的控制方式.在内模控制与双闭环控制相结合的基础上加入无迹卡尔曼滤波,电流环和转速环采用内模PI控制,反馈信号采用无迹卡尔曼滤波进行处理.实验结果表明:驱动系统在转矩脉动抑制方面与传统双闭环PI控制系统相比,效果显著.     

双凸极永磁电动机磁阻转矩和转矩脉动的关系研究

目前针对双凸极永磁电机的转矩脉动,研究工作主要集中在对换相引起的转矩脉动进行消除和抑制。考虑到双凸极永磁电机一个显著特点是电磁转矩为磁阻转矩和永磁转矩的耦合,所以从磁阻转矩的角度来分析双凸极永磁电机的转矩脉动。建立一台12/8极双凸极永磁电动机的数学模型,并通过有限元计算得出其静态参数。在此基础上通过不同电流、不同转速下多种仿真结果得出磁阻转矩对电机电磁转矩的脉动影响随着电机负载的增加成正比增加,并提出通过合理选择定转子极弧长度及磁钢参数来减小磁阻转矩、增加永磁转矩,最终减小磁阻转矩对电机转矩脉动的影响。仿真结果验证了所提出的方法。     

基于Buck变换器的无刷直流电机转矩脉动抑制

无刷直流电机在换相区和传导区均会存在转矩波动大、输出转速稳定性差的问题,严重影响了其工程应用效果。通过对电机转矩脉动的理论分析和Buck变换器的工作原理分析,提出一种基于Buck变换器的无刷直流电机四闭环控制方法。该方法在三相桥前级增加Buck变换器的基础上,对电机转速、相电流、Buck变换器输出电压和电感电流进行闭环控制。该方法能够消除传导区转矩脉动,削弱换相区转矩脉动。在Matlab/Simulink仿真环境中建立基于Buck变换器的无刷直流电机闭环控制系统模型,并分别对无Buck变换器控制方法和基于Buck变换器的四闭环控制方法进行仿真。结果表明,基于Buck变换器的四闭环控制方法能完全消除无刷直流电机传导区转矩脉动,换相区转矩脉动减小75%。     

基于滑模神经网络直接瞬时转矩控制的优化

针对开关磁阻电机在滞环控制策略中存在的较大转矩脉动问题,在传统直接瞬时转矩控制的基础上引入了反向传播(BP)神经网络控制策略,以转矩误差的平方为性能指标函数对直接瞬时转矩控制进行优化调整,抑制了电机在运行时的转矩脉动。进一步,在整体双闭环控制策略基础上,引入滑模控制对转速环节进行改进,提高了系统的响应速度和鲁棒性。最后,利用Matlab/Simulink对传统直接瞬时转矩控制和改进直接瞬时转矩控制进行仿真测试,验证了所提策略的有效性和可行性。     

永磁容错轮缘推进电机预测占空比电流滞环控制

针对永磁容错轮缘推进电机传统电流滞环控制策略转矩脉动大的问题，提出一种预测占空比电流滞环控制策略。在固定采样频率下，通过当前时刻转子位置、角速度及母线电压预测电流滞环宽度，进而根据电流相对滞环位置预测占空比来实现闭环控制，同时结合故障容错控制策略可实现电机一相开路和短路故障容错控制。利用Matlab/Simulink搭建仿真模型，设计并调试以StarSim为核心的硬件实验平台，仿真和实验结果证明所提出的预测占空比电流滞环控制策略可有效提高电流控制精度，降低电机转矩脉动，同时保留了传统电流滞环控制算法简单和响应速度快的特点。     

永磁式双凸极电机新型开通关断角控制策略

采用标准角度控制的永磁式双凸极电机，在换相时三相同时导通或关断，产生较大换相转矩脉动。该文通过对电机内部电磁场的有限元计算，分析了转矩脉动形成机理。为减小换相转矩脉动，提出新型开通角和关断角控制策略。该方法通过提前导通功率变换器上管、滞后关断其下管，对一个周期内的导通模式进行细分，通过换相前后，两相和三相导通方式的切换，提高换相时刻输出转矩，减小电机转矩脉动。根据有限元分析的电感和磁链数据，构造永磁式双凸极电机调速系统非线性仿真模型，并将其与标准角度控制方式进行仿真与实验比较，验证了新型控制策略的正确性。     

双凸极永磁电动机转矩脉动分析

双凸极永磁电动机是一种新型高性能宽调速电动机 ,正日益受到重视 ,但该电动机的输出转矩中含有较明显的脉动分量。本文分析了转矩脉动产生的原因 ,导出了转矩脉动率的函数表达式 ,在此基础上提出了减小转矩脉动率的开关角调节法和转子斜槽法 ,仿真分析表明了二者的正确性和有效性     

双凸极永磁电机数字控制系统的研究

根据双凸极永磁(Doubly Salient Permanent Magnet,DSPM)电机的静态特性和运行原理,文中提出了一种新的电机控制方式——基于DSP的变PI参数转速调节(外环)与单斩电流滞环调节(内环)相结合的双闭环控制方案。12/8极双凸极永磁电机数字控制系统的研制结果表明,文中设计的控制系统能很好地提高双凸极永磁电机的出力及运行平稳度,并具有结构简单、功率密度高、效率高、动态响应快和可控性好等优点。     

Control and operation of a new 8/6-pole doubly salient permanent-magnet motor drive

This paper proposes a new 8/6-pole doubly salient permanent-magnet (DSPM) motor drive, which offers the advantages of higher power density, higher efficiency, and wider speed range. The corresponding control and operation of the motor drive are presented. A variable proportional-integral (PI) controller combined with bang-bang control for the DSPM motor drive is developed. Two operation modes, namely, four-phase and two-phase operation modes, are proposed for the 8/6-pole DSPM motor drive. The drive system is implemented and tested. The results show that the developed control scheme can operate the DSPM motor properly, and the DSPM motor drive offers high efficiency over wide power range and good dynamic performance. Furthermore, the two-phase operation mode of the 8/6-pole DSPM motor offers the possibility of eliminating the torque ripple of the motor drive.     

双凸极永磁电机齿槽转矩的几种削弱方法

齿槽转矩对永磁电机有着很大的影响,是产生振动和噪声的根源,所以削弱齿槽转矩对双凸极永磁电机的设计有着重要意义。与其他永磁电机相比,由于结构和运行原理的不同,双凸极永磁电机齿槽转矩的削弱方法也有所不同。介绍了几种有效的削弱方法,并进行了简单的分析。     

Performance Analysis of 8/6-Pole Doubly Salient Permanent Magnet Motor

In this paper, a new 8/6-pole doubly salient permanent magnet (DSPM) motor is proposed and analyzed. The key is to analytically derive the output power density of the DSPM motor in terms of the rotor-to-stator pole ratio. Hence, the analytical design, finite element analysis, and computer simulation of the proposed 8/6-pole DSPM motor are presented. Compared with the well-known 6/4-pole DSPM motor, the proposed 8/6-pole offers higher power density, wider speed range, less torque ripple, and less phase current magnitude.     

永磁式双凸极电机新型开通关断角控制策略的电流比研究

在永磁式双凸极电机新型开通关断角控制策略的基础上,对换相期间的电流控制模式进行研究,结合理论推导,得出换向相的最优电流比。根据有限元分析的电感和磁链数据,构造永磁式双凸极电机调速系统非线性仿真模型,对不同电流比在不同负载情况下进行大量仿真研究,给出不同负载下电流比与转矩脉动率的变化曲线。通过仿真和实验验证了理论推导的正确性。与电流比较小时相比,最优电流比下新型开通关断角控制在低速时出力大,转矩脉动较小,转速比较平稳。     

混合励磁双凸极电动机调速系统性能仿真研究

为了研究混合励磁双凸极电动机(HEDS)调速系统性能,给出了HEDS的数学模型及控制策略.采用Simulink/PSB工具箱,建立了HEDS电动机及其系统的一体化仿真模型.根据该类电机的驱动控制策略和方案,进行了不同运行条件下的仿真.结果表明,与DSPM电动机相比,HEDS电动机低速时具有更高的输出转矩,高速时有更宽广的调速范围,且其动态响应速度更快.