基于矢量控制的永磁交流伺服系统运行性能分析

永磁同步电机矢量控制系统在很多场合得到了应用,但由于矢量控制技术依托于永磁同步电机的数学模型,其系统性能受电机参数影响较大。研究利用SIMULINK搭建基于矢量控制的电流、转速双闭环矢量控制系统,采用Id=0磁场定向矢量控制理论分析电机的电参数和机械参数对永磁同步电机调速控制系统性能的影响。在不同给定转速、不同参数下对电机运行性能的影响进行了仿真分析。仿真结果表明:定子电阻突加对电机运行性能影响不明显,机械参数的突加会使电机动态性能变差,转速波形的上升时间明显变长,电参数对电机动态性能影响较小。该研究为后续电机参数辨识和补偿研究提供了基础。     

基于矢量控制的永磁交流伺服系统运行性能分析

永磁同步电机矢量控制系统在很多场合得到了应用,但由于矢量控制技术依托于永磁同步电机的数学模型,其系统性能受电机参数影响较大.研究利用SIMULINK搭建基于矢量控制的电流、转速双闭环矢量控制系统,采用Id=0磁场定向矢量控制理论分析电机的电参数和机械参数对永磁同步电机调速控制系统性能的影响.在不同给定转速、不同参数下对电机运行性能的影响进行了仿真分析.仿真结果表明:定子电阻突加对电机运行性能影响不明显,机械参数的突加会使电机动态性能变差,转速波形的上升时间明显变长,电参数对电机动态性能影响较小.该研究为后续电机参数辨识和补偿研究提供了基础.     

永磁同步电机直接转矩和矢量控制运行稳定性对比研究

目前永磁同步电机的主流控制方式主要有直接转矩控制和矢量控制,而系统能否稳定运行是这些电机控制算法的基础. 分别基于两种控制算法的基本原理,从实际运行工作点出发,结合转矩角、磁链、电流角限幅和系统的单调性等理论,分析了永磁同步电机直接转矩控制和矢量控制的稳定运行区间,并运用仿真实验对理论分析进行了验证,对比分析了两种控制算法稳定运行规律的异同点.     

机械变磁通永磁同步电机发展综述

机械变磁通永磁同步电机是利用机械传动方式实现磁场调节的一类新型永磁电机.通过引入机械调磁及机械变磁通永磁电机的概念,提出了几种典型拓扑结构的机械变磁通永磁同步电机,分析了新型电机的工作磁路与运行原理,并给出了各类电机综合特性的定性比较分析.结果表明,相对于其它几类机械变磁通永磁电机,转子错开式机械变磁通轴向磁场永磁同步电机拓扑结构具有弱磁效果较好、漏磁系数较小、效率较高和制造工艺较简单等优势.     

分析计算同步电机异步运行的一种新方法

本文提出了一种分析计算同步电机异步运行特性的新方法——场路结合分析法;同时还提出了计算电机内非线性涡流电磁场的高阶混合有限元法,建立了更为准确的同步电机数学模型,改进了分析计算同步电机异步运行过程的传统瞬变分析法。对同步电机异步起动的分析计算表明,由本文方法所得的结果比由传统方法所得的结果更为按近实测值。     

电动汽车驱动用内置式永磁同步电机设计与实验研究

针对电动汽车驱动电机既要满足低速区大转矩输出,同时又要满足高速恒功率区宽弱磁调速范围的特殊需求,提出采用V型转子磁路结构的内置式永磁同步电机作为驱动电机;通过对影响这种结构电机运行特性的主要参数理论分析表明:提高内置式永磁同步电机交轴电感Lq参数值,不仅有利于提高电机恒功区弱磁扩速范围,而且同时也满足低速区的大转矩输出要求。同时,采用这种结构设计了30 kw电动汽车驱动用内置式永磁同步电机,结合有限元对样机主要性能进行了电磁场计算;并对样机进行了参数实验、空载实验、负载实验。通过对比分析,样机实验测试结果与设计计算值、电磁场仿真计算结果相吻合,表明所研究V型内置式永磁同步电机结构及提高电机交轴电感Lq参数的设计方法是一种能够满足电动汽车驱动电机输出特性需求的有效方法。     

带电机负载的四象限变流器运行特性研究

分析了带电机负载逆变器拓扑的数学模型,借鉴交流电机统一控制思想,以同步电机与异步电机为例,对交流电机进行了简化,得到了逆变器直流侧等效简化电路.并从电机的各种运行工况出发,分析了简化电路的合理性,分别探讨了逆变和整流部分的控制策略.其中,逆变器部分重点分析了直接影响电机控制性能的参数辨识;整流部分重点分析了几种提高整流器抗负载扰动的控制方法.最后搭建仿真平台验证了理论分析的合理性.     

三相写极同步电机的建模与仿真

永磁同步电机在动力系统中占有重要地位,由于永磁电机的极对数固定不变,启动和同步运行时受到电压、电流、频率等条件的限制,很难满足不同工况需求。三相写极同步电机是一种特殊的永磁同步电机,永磁体可以变极对数运行。根据三相写极同步电机的启动、变极和牵入同步运行特性,建立了三相写极同步电机d/q数学模型。总结运行仿真结果,并与普通永磁同步电机进行对比,验证了三相写极同步电机具备启动转矩大、同步运行速度宽及牵入同步运行速度快的特点。     

Halbach磁体结构应用于永磁直线同步电机的研究

为提高永磁直线电机的推力，介绍了Halbach磁体结构的基本工作原理，分析了采用Halbach磁体结构的磁体排列方式及磁体的磁化规律.并以一台永磁直线同步电机为例，确定了适合该直线电机的Halbach磁体结构形式，对比分析了不同磁体排列方式的永磁直线同步电机空载运行推力特性.分析结果表明采用Halbach磁体结构不仅可以改善气隙磁场分布、提高永磁直线同步电机的推力，而且可以减小永磁直线同步电动机的推力波动.因此将Halbach磁体结构应用于永磁直线同步电机中与常规永磁体结构的永磁直线同步电机相比具有很大的优越性.     

同步电机频率特性与暂态时间常数关系的探讨

动态状况下的同步电机转子转速往往不能够保持同步，此时同步电机的运行性能、运行方式及各类电机参数会发生剧烈变化，频率特性能够较为准确的刻画这一变化趋势。作者在文中对同步电机的频率特性与暂态时间常数间的关系进行了研究、分析，提出暂态时间常数对频率特性的影响方式和程度有差异性，从同步电机频率特性的角度指出处理这些时间常数时应注意之处，并以实例加以说明，所得结论可以在测定同步电机各暂态时间常数时加以运用。     

车用机电复合传动系统机电耦合非线性振动研究

大功率机电复合系统主要有两部分构成,分别是永磁同步电机与机械传动构件,属于代表性机电耦联系统.传动系统在实际运行过程中所表现出来的特点不仅仅与机械结构参数之间有着十分紧密的关联,同时与电机电磁参数也有着紧密关联.永磁同步电机作为机电系统,所拥有的结构十分复杂,转子系统运行情况会受到电机自身运行特点的影响,也就是说耦合情况能够让永磁同步电机与转子之间出现震动问题.     

永磁同步电机的极坐标系无位置传感器控制

利用极坐标系下的永磁同步电机(PMSM)模型,提出基于跟踪微分算法的极坐标系永磁同步电机转子状态观测方法.该观测方法采用跟踪微分算法对电流的极坐标分量进行处理,得到2个电流分量的微分,从电机模型中提取出转子位置信息和转速信息.通过理论分析表明,电机参数的变化对该观测方法所得结果的影响非常小.搭建了永磁同步电机矢量控制系统的实验平台,实验结果验证了该方法在电机稳态运行和转速波动的情况下都能够准确地估算出转子的位置和转速.     

交直交电流型无换向器电机数学模型及稳态仿真

介绍了交直交电流型无换向器电机，分析了其晶闸管逆变器的２种不同运行方式，根据同步电机的数学模型，运用坐标变换，研究了无换向器电机的状态方程，通过状态方程的求解分析，从而得到的其稳态运行的仿真。     

电动汽车用永磁同步电机故障诊断系统设计

针对电动汽车用永磁同步电机的运行环境复杂、更容易发生故障的情况,设计一种永磁同步电机故障诊断系统.该系统通过实时采集定子电流,运用时频分析的方法对信息进行处理,从而准确判断电机的运行情况.实验结果表明:该系统对永磁同步电机的故障诊断具有一定的实用性和可靠性.     

永磁同步电机参数测试系统的设计

永磁同步电机由电机控制器驱动,使其按照任意方向和速度运动。电机驱动器在驱动电机运行时需要根据电机的精确参数值进行计算,常用的参数有定子电阻、定子d轴电感、定子q轴电感等。本文设计了一种永磁同步电机参数测试系统,通过单片机的辨识算法来估算电机参数真实值,为电机驱动器的设计者提供了一种很好的辅助工具。     

变流器同步电机的波形优化设计

目前用于交—直或交—直—交变流器供电系统的交流电机,仍然采用传统的正弦波电机。本文从提高电机出力和降低直流侧电压及电流脉振的观点出发,证明正弦波电机对于上述变流器供电系统不是一种好的波形。文中推导了交流电机电压和电流波形与电磁功率的关系,提出了最佳交流器同步电机的设计方法,并给出了按波形优化设计的5kW方波同步电机与传统正弦波同步电机实验结果的对比分析。     

一种新型方波同步电动机调速系统的计算机仿真

理论分析表明,一种特殊设计的新型方波同步电机,在使用相同的有效材料条件下,可比传统设计的正弦波电机提高出力10％以上。这种电机的电压和电流不是正弦而是方波,它最适合于配合静止电力变流器运行。本文对方波电流源逆变器供电的方波电机调速系统的稳态特性进行了计算机仿真研究,其基本方法是在数字计算机上求解调速系统的状态方程。在电机转速和逆变器直流侧电流恒定的条件下可以精确地计算电机的电压、电流和转矩的波形。根据对称条件可直接求出稳态运行时的初始条件,避免了繁琐的迭代求解。本文的分析与一实际的方波电机调速系统试验结果相吻合。     

两级式无刷混合励磁同步电机的电磁设计及分析

为利用永磁电机的高功率密度、高效率以及电励磁电机电压易于调节的特性,提出一种混合励磁同步电机.主电机采用混合励磁同步电机,为主电机提供励磁的励磁机采用旋转电枢式交流电机.介绍电机的结构和工作原理,并采用有限元法对电机的磁场分布特征及调磁能力等进行计算和分析.根据理论分析试制样机,测试主电机的调压特性、励磁机的励磁特性以及两级式运行时的空载特性.有限元计算结果以及针对样机的实验数据表明:主电机和励磁机能够可靠地匹配运行;可以在永磁磁场的基础上,通过电励磁有效地调节气隙磁场,满足调压的需求.采用有限元法,研究主电机转子外形以及励磁机的定子齿宽对气隙磁场的影响规律.结果表明:对于主电机,设计适当的转子外缘形状能够有效地降低气隙磁密的总的谐波畸变率(THD),同时应兼顾气隙磁密基波的变化;对于励磁机,选择合理的定子齿宽系数有助于励磁能力的提高.     

超导同步电机的磁场分析

根据在上海电机厂参加协作研制试验性超导汽轮发电机时所作的实际设计计算工作(并已经过制成电机的试验验证),对超导同步电机的磁场分析作一介绍。从汽轮发电机的实际结构情况出发,把超导同步电机中的三维空间磁场简化为二维场问题来解。分别对电机的励磁磁场和电枢磁场进行了理论分析,从而得出可供设计计算这种新型电机时应用的磁场计算公式。     

基于SVPWM控制策略的PMSM驱动系统

在详细研究空间矢量脉宽调制（Space Vector Pulse Width Modlulation,SVPWM）基本原理和实现方法的基础上,分析了永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）的矢量控制策略,在Matlab/Simulink环境下建立基于SVPWM控制策略的转速和电流双闭环永磁同步电机调速系统仿真模型,并进行实验仿真;以英飞凌单片机XC2267为硬件驱动进行永磁同步电机SVPWM控制策略的实验验证,利用CAN总线分析仪对电机运行状态进行检测。仿真和实验结果表明了SVPWM控制策略在永磁同步电机驱动系统应用中的有效性,为相关电机控制系统的设计和调试提供了相应思路。