基于虚拟电阻的永磁同步电机单电流调节器弱磁控制

单电流调节器弱磁控制是一种有效的永磁同步电机弱磁控制策略,该控制方法只需要一个电流调节器就可以同时实现速度调节和弱磁控制,结构简单、动态响应快,并且能够解决传统弱磁控制策略中双电流调节器在电机高速时易于饱和的问题,但是电机不能充分利用逆变器输出电压,且电机的带载能力和效率不能兼顾。该文提出基于虚拟电阻的单电流调节器弱磁控制策略,对单电流调节器弱磁控制中的弱磁电压依据电流轨迹进行优化设计,在保证动态调速性能和带载能力的同时实现效率优化;构建基于虚拟电阻的单电流调节器弱磁控制系统,通过仿真和实验验证了该算法的正确性和有效性。     

基于交直轴电流耦合的单电流调节器永磁同步电机弱磁控制

基于交直轴电流耦合的单电流调节器弱磁控制是一种新颖的永磁同步电机弱磁策略,能够解决双电流调节器在电机高速域相互冲突而易于饱和的问题。交轴电压指令如何确定是此方法的研究重点,直接影响电机的电压利用率、效率以及负载能力。该文基于电机电压方程对电流耦合调节弱磁控制基本原理进行描述,并提出改进的控制方法。利用id-iq坐标平面上的定子电流轨迹,对现有方法的缺点和所提出方法的预期控制效果进行了分析。在小信号范围内,对所提出方法的动态控制过程和可控性进行了阐述。所提出的电流耦合调节变交轴电压弱磁控制策略,交轴电压指令根据电机工况自行调节,无需查表,且不依赖电机参数,易于实现。仿真和实验结果验证了所提方法的可行性和性能优势。     

基于SVPWM的永磁同步电机弱磁控制

本文在分析SVPWM输出能力的基础上,确定了永磁同步电机弱磁区域,基于转子磁场定向的矢量控制,提出了一种基于正六边形的负i_d补偿的弱磁控制方法。该方法基于SVPWM能输出的最大电压矢量构成的正六边形而调制出负i_d弱磁电流,相比传统的基于内切圆的负id补偿的弱磁方法,该方法简化了计算,电压利用率更高,调速范围更广。理论分析和实验表明该方法的可行性和正确性。     

基于电动车的永磁同步电机的弱磁控制

讲述了用于电动车的面贴式永磁同步电动机的运行原理,介绍了数学模型对电流、电压的限定轨迹及其弱磁运行控制过程,有效拓宽了电机的调速范围.传统的弱磁调速控制在高于额定转速运行时,交、直轴电流耦合较深,难于控制.提出了一种新颖的控制策略,通过电机运行时的转矩和转速查表得出交轴电压给定值,并通过速度给定与反馈算出直轴电压给定值.通过Matlab/Simulink实现了该种控制方法,并在工程实际中得到了验证.     

基于交轴电流补偿的内嵌式永磁同步电机深度弱磁控制

针对电动汽车用内嵌式永磁同步电机(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, IPMSM)在深度弱磁区域电流、转矩振荡较大,电流调节器易饱和等问题,提出了一种负q轴电流补偿的电压反馈弱磁控制策略。首先介绍了传统电压反馈弱磁控制策略,分析了在深度弱磁区电流、转矩振荡的原因;然后结合最大转矩电压比控制,采用负q轴电流补偿的方法,降低了q轴电流环增益,且系统在深度弱磁区域的电流、转矩振荡得到了明显抑制,提高了系统的稳定性;同时对传统的MTPA控制和id=0控制与两种弱磁方法进行了稳态特性测试。最后通过实验证明了负q轴电流补偿法弱磁控制策略的可行性。     

内置式永磁同步电机滑模弱磁控制

针对内置式永磁同步电机(IPMSM)的电感和磁链参数随电流和温度变化对弱磁控制性能的影响问题,提出了一种基于滑模变结构控制的永磁同步电机弱磁控制策略。该控制策略在采用对电机参数不敏感的电压反馈弱磁结构的同时,提出了一种滑模弱磁控制调节器结构。通过对该控制器结构的理论分析推出其本质上是一个非线性变参数积分器。相较线性积分器结构,该控制器结构兼具较快的动态响应速度及较好的稳态性能。最后通过仿真和实验证明了所提控制策略的可行性和稳定性。     

内置式永磁同步电机弱磁调速控制

在对内置式永磁同步电机数学模型深入研究基础上,提出了一种最优弱磁路径控制策略,该控制策略是基于由直轴电流Id和交轴电流Iq所构成的状态空间,以最大电流曲线、最大磁链曲线和最小磁链转矩比曲线为边界而提出的一种最优弱磁路径。该控制策略以实现在电机任何转速下输出力矩范围最大化和电机电枢电流最小化为目标,指出了电机在各种转速下的力矩控制方法,充分挖掘电机的自身潜能,有效保证高速高精型数控机床的加工运行。仿真和实验研究表明,该控制策略可以大大提高电机的调速范围,同时保证转矩有良好的可控性。     

基于DSP-FPGA永磁同步电机MTPA弱磁控制研究

永磁同步电机(PMSM)由于其高功率密度、高可靠性的优点,在轨道交通领域得到广泛关注.在此首先对内嵌式永磁同步电机(IPMSM)的数学模型进行分析,在此基础上针对IPMSM直、交轴电感分量不相等的特殊结构,为充分利用磁阻转矩,提高系统的效率,采用最大转矩电流比(MTPA)控制算法.其次,为拓宽PMSM的调速范围,在基速...     

基于弱磁升速的永磁同步电机模型预测控制

针对永磁同步电机在弱磁过程中容易产生转矩脉动的问题,在弱磁控制的基础上设计了有限集模型预测控制.有限集模型预测(Finite Control Set Model Predictive Torque Control,FCS-MPC)控制算法的实现需要利用整流器有限开关的状态特点,和电机的数学模型来预测系统的未来状态.同时,构造系统的目标函数,采用遍历法,在线进行寻优选出系统的最优开关状态.最后将目标函数选择的最优开关信号作为控制信号,以使系统稳定性更好.仿真和实验结果表明,所提出的控制策略使永磁同步电机的转矩脉动小、鲁棒性更好。     

内置式永磁同步电机MTPA和弱磁控制

永磁同步电机(PMSM)的矢量控制恒转矩控制常用两种控制方式:弱磁控制和最大转矩电流比(MTPA)控制。内嵌式永磁同步电机(IPMSM)输出的转矩包含部分磁阻转矩,在相同转矩输出情况下,MTPA控制所需定子电流小于弱磁控制的定子电流,这样就实现了最小铜损。当车速达到额定转速后,电机受到电池电压的限制,恒转矩控制策略无法实现电机转速的继续上升,此时电机进入恒功率运行区,通过弱磁控制策略实现在电压受限条件下的电机转速上升。提出了在低转速和无需足够大扭矩时使用MTPA控制;在转矩输出要求很大时,使用最大电流输出控制;超出额定转速后,使用最大功率输出控制,即最大电压转矩比(MTPV)控制。     

永磁同步电机MTPA弱磁控制方法研究

针对永磁同步电机在升速阶段电流过大和高速阶段稳定性差的问题,在分析永磁同步电机弱磁原理的基础上,选用MTPA(最大转矩)弱磁控制策略,通过转矩控制达到减少升速时间的目标;利用修正电流值来控制弱磁从而实现增大调速范围.实验在PSCAD上建立仿真模型,通过对比永磁同步电机在不同运行阶段参数,结果验证了此方法的可行性和正确性.     

轻轨车辆永磁同步电机弱磁控制研究

针对轻轨车辆用永磁同步电机弱磁区控制方式开展研究,分析了永磁同步电机在弱磁区运行时电压极限圆和电流极限圆的变化趋势,讨论了弱磁区电机电流给定方式,设计了可用于恒转矩调节的弱磁控制器并说明其基本原理.对弱磁控制器中出现的比例积分(PI)调节器饱和现象采用抗饱和解决方案,对弱磁区脉冲调制方式进行分析,采用混合脉冲调制方式解决了弱磁区电压脉冲数量较少的问题.试验表明,所提弱磁控制器能够保证轻轨车辆永磁电机弱磁区稳定运行,易于工程化实现,满足轻轨车辆运行时转矩输出要求.     

永磁同步电机无磁链电流预测控制

针对永磁同步电机PWM电流预测控制对电机模型参数的依赖性问题,研究了基于增量式模型的永磁同步电机无磁链电流预测控制方法。对传统PWM电流预测控制的稳定性以及参数摄动造成的电流静差进行了理论分析,表明参数摄动会对系统稳定性造成影响,造成电流控制静差。建立基于增量式状态方程的永磁同步电机模型,基于该模型设计无磁链电流预测控制器,保证控制器能够在无磁链参数参与的情况下运行,增强系统对磁链参数摄动的鲁棒性。选择适当的评价函数获取最优控制电压增量数学表达式。实验结果验证了新型控制策略的可行性。     

新型的内嵌式永磁同步电机弱磁转速控制

在基本转矩前馈控制系统的基础上,提出了一种新型的永磁同步电机的弱磁控制算法。由于电流调节器的饱和使得定子电流进入弱磁控制,因此在这种新的弱磁控制算法的基础上,设计出一种新的定子电流误差观测器用以辨识电流调节器的饱和情况。另外,在弱磁区利用转速观测器观测定子电流变化,利用差值控制器以达到使定子电流矢量由常规的弱磁控制轨迹转向最大输出的电压极限轨迹（VLMO）的目的。仿真结果表明：相应产生的VLMO控制模式能够优化弱磁控制策略,控制算法能有效实现弱磁控制下的转速调节。     

永磁同步电机改进弱磁控制策略

针对永磁同步电机前馈弱磁控制中存在的计算复杂、稳定性差和对系统参数敏感等问题,设计一种改进弱磁结构,将前馈控制与反馈控制相结合,提高系统控制性能。前馈控制器对电机运行状态进行分析,根据电机状态计算出最优控制电流路径,并通过电压反馈对前馈控制器中电压约束椭圆的极限参数进行微调,使直流母线电压波动时电机的输出电流和转矩更稳定。通过在Matlab/Simulink环境下建立控制系统,验证了方案的有效性和可行性。     

永磁同步电机改进弱磁策略

常规矢量控制方式下永磁同步电机调速系统不会对电机气隙主磁场作弱磁调理,限制了永磁同步电机调速能力。采用电压反馈弱磁能够提升PMSM的调速能力,但是传统弱磁控制策略在深度弱磁区域给定的电流较大,容易导致实际电流无法跟踪给定电流,电流与输出转矩波动大,甚至存在调速系统失控的风险。改进后采取在深度弱磁区域中加入q轴电流误差积分的弱磁控制环节。仿真和实验验证了改进后的弱磁控制策略能够有效地抑制电流和转矩的波动问题。为了进一步改善电机速度响应性能,速度环采用模糊PI控制器,减小速度响应时的超调量和调节时间。     

永磁同步电机弱磁控制的研究与仿真

弱磁控制技术是内置式永磁同步电机在宽转速的控制方法。永磁同步电机的励磁磁场是由永磁体产生的恒定的磁场,只能通过增加电机直轴去磁电流分量和减少交轴电流分量来达到削弱主磁场,从而获得弱磁升速的效果。较强的弱磁性能可在逆变容量不变的情况下提高牵引系统的性能,或在保持牵引系统性能指标不变的前提下降低电机的最大功率,从而降低逆变器的容量。弱磁控制对提高永磁同步电机扩速性能有现实意义。本文用Simulink对弱磁控制技术进行了仿真验证。     

基于自抗扰控制的永磁同步电机弱磁控制策略

针对应用纯积分器的电压反馈弱磁控制在弱磁程度较深时会发生振荡乃至失控的问题,提出一种基于自抗扰控制的电压反馈弱磁控制方法。通过建立电压环小信号时域模型,设计了自抗扰电压控制器,给出控制器参数的选取原则并利用描述函数法对稳定性进行分析。该方法不依赖被控对象精确模型,鲁棒性强,可有效观测并补偿系统中存在的非线性及其他扰动因素,有效处理线性与非线性控制对象。实验证明,与纯积分器方法相比该文所提方法在弱磁深度较深时带载能力更强,稳定性更好。     

基于滑模观测器的车用永磁同步电机弱磁控制*

为满足电动车不同工况的运行要求,需驱动电机具有高速运行的能力,因此必须设计弱磁控制策略。弱磁控制要求实时获取电机转速,而电机转速一般都需通过速度传感器获取,不仅增加系统成本,在传感器故障时也会存在算法失效的问题。基于以上问题,提出基于无速度传感器的弱磁控制算法;通过滑模观测器提取连续的扩展反电动势估计值,在此基础上基于锁相环（PLL）计算电机转子位置的信息;在无速度FOC闭环控制基础上,基于超前角弱磁控制设计了电流调节器,实现d、q轴电流的重新分配;搭建了基于STM32F103的硬件平台,经过仿真和实验验证了控制算法的有效性,很好地实现了弱磁区的平稳切换,扩大了调速范围。