盘式无铁心永磁同步电机矢量控制技术分析

盘式无铁心永磁同步电机的定、转子均为无铁心结构,在同等输出功率和转矩条件下,电机重量较轻,并具有过载能力强、无齿槽转矩、气隙磁场分布正弦性好、电枢反应小、参数线性等优点。作为电动机应用时,特别适合对电机体积有特殊要求且低速性能好、响应速度快、过载能力强的场合。同样,因为无铁心结构,电机定子绕组电感很小,很小的电感导致通以绕组内的电流不连续,从而产生电磁转矩脉动。该文提出一种电机外部串电感的方法,增大定子绕组回路的电感值,设计了基于转子磁场定向的盘式无铁心永磁同步电机调速驱动系统。仿真和实验结果证实了控制方法的有效性,电机转速平稳且无静差,超调量小;能够获得较大启动转矩,响应速度快。     

无铁心永磁直线同步电机电流鲁棒控制

针对无铁心永磁直线同步电机(ILPMSM)存在d-q轴耦合效应、易受参数不确定性的影响,为实现系统的高性能控制,提出了一个带有延迟补偿的鲁棒控制器。该控制器由一个一阶参考模型的逆模型和一个积分项组成,不需要结合其他控制算法且不要求系统参数精确。采用系统传输延迟的逆模型来补偿系统时延的影响。与常规PI控制器相比,鲁棒控制器能很好地抑制ILPMSM系统的不确定性干扰,并对系统的传输延迟进行可靠补偿。仿真结果表明该方案有效地减少系统响应的超调,使系统具有良好的动态性能。     

永磁同步电机高转矩电流矢量控制方法和系统

本文提出了一种提高永磁同步电机输出转矩的电流矢量控制方法,即通过实时控制定子电流矢量的相位角,充分利用磁阻转矩来使电机输出转矩达到最大值。与传统的控制方法相比,电机的几种性能指标如：力矩,效率,功率因数等都得到了改善。文中还给出了最民矩电流矢量控制的实现方法和仿真结果。     

基于Halbach阵列的盘式无铁心永磁同步电机磁钢优化

对基于90°Halbach阵列的盘式无铁心永磁同步电机的磁钢进行形状优化,以改善电机的气隙磁密波形。分析了电机的结构和空载电磁场,在此基础上采用改变永磁体边缘形状方法将90°Halbach型永磁体阵列优化为内圆型、外圆型和削角型3种,并利用有限元法分析不同永磁体形状对气隙磁密波形的正弦性和基波幅值的影响。分析表明优化后的90°Halbach型盘式无铁心永磁同步电机能够获得和45°Halbach型电机基本相同的气隙磁密,并且在永磁体充磁、加工和安装定位等方面要优于45°Halbach型电机。3种永磁体形状优化中内圆型永磁体的优化效果最佳。     

基于空间矢量无速度传感器永磁同步电机的直接转矩控制

直接转矩控制是一种高性能的交流传动控制系统,无速度传感器控制的研究代表了直接转矩控制系统的一个发展方向.在空间矢量模型基础上,介绍一种新的无速度传感器永磁同步电动机的直接转矩控制,它能降低稳态时转矩、磁链和速度的波动.在全速范围无速度传感器应用中,能产生更好的稳态性能的同时保留了DTC的暂态优点.仿真结果显示,该方法有着比传统的DTC更好的性能.     

基于电流估计的永磁同步电机矢量控制

典型的表贴式永磁同步电机(SPMSM)矢量控制结构中需要一个位置传感器和两个相电流传感器,一旦相电流传感器失效,则整个系统都无法工作。为了提高驱动系统的安全性和经济性,目前常用单电流传感器来重建相电流的方式存在测量盲区,需要复杂的算法来补偿,且母线电流传感器的引入会带来额外的噪声。因此,提出一种SPMSM无电流传感器控制方式,通过自适应反推式观测器估计d-q轴电流和定子电阻,用李雅普诺夫稳定性定理分析了观测器的稳定性和收敛性,分别对有无电流传感器控制进行仿真比较,结果表明该无电流传感器驱动系统电流响应和速度响应都达到了预期的目标,动态性能好,鲁棒性强。     

永磁同步电机双矢量无权重模型预测转矩控制

传统占空比预测转矩控制的目标函数包含一个权重系数,权重系数的选取繁琐且耗时。为了消除权重系数并提高稳态性能,提出一种双矢量无权重预测转矩控制方法。该方法将转矩误差和磁链误差转换到α,β坐标系下,构建以备选矢量到转矩误差直线和磁链误差圆的距离之和的目标函数,以消除权重系数。引入占空比控制,进一步减小转矩和磁链脉动。仿真与实验结果表明,该方法具有良好的控制性能。     

无铁心HALBACH阵列对盘式永磁同步电机控制性能的影响

从对无铁心绕组及Halbach阵列永磁磁钢自身性能特点的分析出发,分析了无铁心Halbach阵列对永磁同步电机控制性能的影响,并与传统永磁同步电机进行了对比分析.     

基于模糊零矢量永磁同步电机直接转矩控制

针对传统永磁同步电机直接转矩控制中的转矩脉动问题,对传统直接转矩控制中产生转矩脉动的机理、零矢量在永磁同步电机直接转矩控制中的作用进行了详细分析.通过采用带零矢量的模糊控制器代替传统的滞环比较器,构建了一种基于模糊零矢量的永磁电机直接转矩控制方法,实现了永磁同步电机磁链和转矩的协同控制,将磁链偏差和转矩偏差进行合理的模糊分级,有效地抑制了转矩脉动,同时保持了直接转矩控制的响应速度快和鲁棒性强的优点.仿真和实验验证了该方法的可行性和有效性.     

基于Halbach阵列的多盘式无铁心永磁同步电机设计研究

介绍一种基于Halbach阵列的多盘式无铁心永磁同步电动机。电机采用单元电机组合式的结构型式。电枢无铁心、重量轻、噪声小、效率高。介绍了电机基本设计规则,并对其关键工艺进行研究,最后给出了样机的有关参数。     

轮毂多盘式无铁心永磁同步电机永磁体结构优化

将不等厚排列技术与90°Halbach阵列以及不等宽排列技术相结合应用到两个外转子磁钢分析,中间盘采用普通磁钢排列,通过改变磁钢排列的厚度及宽度,来进一步提高多盘式无铁心永磁同步电机气隙磁密的基波幅值和波形的正弦性,从而提高电机性能。对16极盘式永磁同步电机进行仿真建模,将"不等宽排列技术+90°Halbach阵列"模型以及其优化模型"不等厚排列技术+90°Halbach阵列+不等宽排列技术"进行静态气隙磁场对比分析。仿真数据表明,"不等厚排列技术+90°Halbach阵列+不等宽排列技术"使得周向磁密波形和切向磁密波形都大为改善,磁场波形更接近于正弦分布特征,其中周向磁密波形畸变率改善了67.02%,气隙周向磁密幅值提高了8.15%。     

基于矢量细分的永磁同步电机直接转矩控制研究

传统永磁同步电机直接转矩控制采用六边形磁链控制或6区间的圆形磁链控制,造成转矩脉动大等缺陷.针对传统6区段控制方式的缺陷和当定子磁链处于区段线附近时控制性能差的特点.采用矢量细分的方法,将传统的6个电压矢量和6个磁链扇区细分成12个电压矢量和12个磁链扇区,并且制定了相应的开关表;通过Matlab对矢量细分的永磁同步电机直接转矩控制策略进行仿真实验,仿真结果表明该控制策略能够有效改善磁链轨迹,减小转矩脉动,提高系统的性能.     

基于电流前馈的电动汽车永磁同步电机矢量控制

以电动汽车使用的永磁同步电机为研究对象,探讨电机控制系统抗干扰能力提升及汽车行驶舒适性改善问题.提出一种基于电流前馈控制的空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制策略,对传统矢量控制中的d-q轴参考电流分量分别进行补偿.通过永磁同步电机控制系统Simulink仿真模型,对电动汽车负载启动及超车加速时电机控制状态进行模拟.在负...     

永磁同步电机转矩预测虚拟电压矢量控制

为了减少永磁同步电机转矩脉动,缩短控制周期,提出转矩预测虚拟电压矢量控制。该方法可在1个控制周期输出多个电压矢量,达到跟踪转矩和磁链的目的。同时,根据转矩和磁链的当前状态选出满足相应规定的3种电压矢量组,再通过滚动优化从中选出最优电压矢量组,显著减少算法的计算量。仿真和实验结果表明:所提方法可以有效减少电流波动,且具有更好的稳态性能。     

低速大转矩永磁同步电机矢量控制研究

低速大转矩永磁同步电机调速系统在负载频变时存在动态响应慢的问题,本文分析了永磁同步电机数学模型、无传感器控制和自抗扰控制原理后,提出了一种基于滑模观测的自抗扰控制方法,并将其应用于矢量控制中,以提高永磁同步电机的运行性能。与传统滑模观测器相比,该方法的观测器是采用饱和函数sat作为开关函数,并引入锁相环得到转子位置估计值的方法,来减小估计误差。此外,再对滑模观测器的输出值进行动态跟踪与实时补偿来设计出适用于永磁电机的自我补偿型自抗扰控制器,并将该方法应用到永磁同步电机矢量控制系统中。仿真结果表明：采用自抗扰控制器的矢量控制系统具有更好的抗扰动能力和跟踪精度,电机满载启动时无超调,负载转矩突然变化时,系统能快速响应。     

基于直流侧电流的永磁同步电机电磁转矩控制

为简化永磁同步电动机控制系统结构,提出了一种基于直流侧电流的电磁转矩控制方法。该方法根据电磁转矩与直流侧电流的关系,将电磁转矩控制转化为对直流侧电流的控制,以实现电磁转矩的间接控制。与传统的电磁转矩控制方法相比,该方法仅需要一个采样电阻和一个电流控制器,无需复杂的坐标变换,可简化系统控制结构,提高系统的实时性。对某永磁同步电动机的实验结果表明,该方法是可行的。     

基于MRAS的永磁同步电机无传感器矢量控制

对于机械传感器的使用增加了系统的成本、故障率等问题,本文是基于模型参考自适应系统(MRAS)设计了永磁同步电机(PMSM)无传感器矢量控制系统。介绍了MRAS算法,推导出在该算法中PMSM转速与转角的计算公式,给出了矢量控制系统的自适应律选择,并验证了其满足Popov超稳定性条件。最后通过MATLAB/Simulink仿真软件搭建了仿真模型,仿真结果表明所设计的基于MRAS无传感器调速系统在负载突变以及转速动态变化等工况下,动态性能良好,具用较强的鲁棒性。     

永磁同步电机矢量控制和直接转矩控制的研究

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchmnous Motor,简称PMSM)以其高效率、高功率因数等优点,在工业领域得到了广泛的应用.以PMSM为控制对象.详细分析了矢量控制原理和直接转矩控制原理,并且0利用DSPTMS320F2812.分别针对PMSM的矢量控制和直接转矩控制进行了实验系统的验证.实验结果表明,PMSM的矢量控制响应平滑.具有与直接转矩控制同样迅速的响应,但直接转矩控制的转矩和磁链脉动明显.     

空间矢量调制的永磁同步电机直接转矩控制

提出一种基于空间电压矢量调制的表贴式永磁同步电机直接转矩控制方法.基于表贴式永磁同步电机的数学模型,通过计算在一个控制周期内能同时精确补偿转矩误差和磁链误差的空间电压矢量,得出基于磁链与转矩的无差拍控制方法.相对于传统的永磁同步电机直接转矩控制方法,该方法能够明显减小磁链与转矩脉动,并且保持了传统直接转矩控制中转矩动态响应快的优点.不同于传统的永磁同步电机直接转矩控制方法,该方法由于使用了空间电压矢量调制,系统在不同工况下具有恒定的开关频率.仿真和实验结果验证了所提出方法的正确性和可行性.     

矢量控制永磁同步电机的转矩脉动抑制研究

为满足永磁同步电机交流调速系统的高性能要求,需要对电机的转速在较宽的速度范围内进行精确估计和控制。然而电机低速运行时,位置传感器在检测过程容易受到噪声干扰,噪声叠加在反馈信号上进入调速系统,增大永磁同步电机的转矩脉动,需要信号处理技术来提高在每个采样瞬间的速度估计值的精度。为解决这一问题,在设计电机矢量控制系统的基础上,采用递推最小二乘法(RLS)自适应滤波器对噪声环境中的电机转速进行优化。仿真试验结果表明,与传统的PID控制方法相比较,在保证高速性能的情况下改善了电机转速控制的动态性能和低速性能,体现出方法的可行性和有效性。