永磁同步电机直接转矩控制理论基础与仿真研究

文章对永磁同步电机直接转矩控制系统进行了相关研究和改进。直接转矩控制技术是继矢量变换控制技术之后,在交流调速领域出现的一种新型变频调速控制技术。文章在对永磁同步电机直接转矩控制系统进行理论分析的基础上,搭建了控制系统的仿真模型,仿真结果证明了永磁同步电机直接转矩控制系统的快速动态响应特性。     

永磁同步电机直接转矩控制技术研究

与异步电机相比,永磁同步电机具有结构简单、功率因数高、转矩惯量比大等优点。但是它也存在定子和转矩脉动大,开关频率不恒定等诸多问题。该文针对永磁同步电机直接转矩控制中出现的转矩脉动较大的问题,提出了一种永磁同步电机无磁链闭环直接转矩模糊控制的方法。该方法采用模糊控制器作为转速环的控制器,并去除磁链闭环,加入磁链限幅环节,将转矩作为控制目标,通过模糊控制器的优化,得出系统具有良好动态性能和自适应性。     

基于双DSP的永磁同步电机控制器的设计

直接转矩控制理论被永磁同步电机广泛使用。通过实际控制发现,因该理论控制周期过长导致出现转矩脉动严重现象,使用本文提出的最新的高速双处理器方案,可以有效减小控制周期,进而减少转矩脉动。     

电动汽车交流驱动系统

讨论电动汽车交流驱动系统的性能、特点,并简要分析异步电机的矢量控制方案和直接转矩控制方案,探讨永磁同步电机的特点及发展前景.     

基于逆系统理论的无轴承永磁同步电机解耦控制研究

应用多变量非线性控制逆系统理论，对无轴承永磁同步电机的多变量、非线性、强耦合的控制对象进行了动态解耦控制研究；介绍了逆系统理论，阐述了无轴承永磁同步电机径向力的产生机理，建立了转矩力和径向悬浮力状态方程，分析了基于逆系统理论解耦控制的可行性，推导出基于逆系统理论的无轴承永磁同步电机转矩力与径向力之间的动态解耦控制算法。仿真结果表明，这种控制策略能够实现转矩力与径向力之间的动态解耦，并且系统具有良好的动、静态性能。     

基于CMAC的永磁同步电机模型参考自适应方法研究

为改善永磁同步电机(PMSM)在自动导引车(AGV)复杂工况下的驱动性能,使其调速系统满足快速响应要求,且对频繁的负载扰动具有更强抵抗性及适应性,提出一种混合控制方法。该方法将小脑神经网络(CMAC)应用于永磁同步电机的模型参考自适应控制(MRAC)调速系统中,发挥小脑神经网络局部泛化、执行速度快的优势,在缩短系统响应时间的同时减小永磁同步电机的转矩脉动和转矩扰动。在此基础上,搭建永磁同步电机仿真控制系统,仿真结果验证了该方法的有效性和鲁棒性。     

分布式驱动用永磁同步电机电磁转矩的解析计算

针对分布式驱动电动汽车车身阶次振动和车内噪声的主要振源—外转子表贴式永磁同步电机6k阶（ ）转矩波动,提出了一种分布式驱动用永磁同步电机电磁转矩的解析计算方法。基于永磁同步电机磁场畸变,对永磁磁极在均匀气隙中的径向分量进行了傅里叶级数分解,通过磁链、电压的计算,最终得到电磁转矩的解析解,为永磁同步电机的阶次振动与振源识别提供了理论基础。当不考虑电流谐波的影响时,对电磁转矩做了阶次分析,论证了由永磁体磁场谐波引起的电磁转矩波动频率是电源频率的6k倍频。最后,通过有限元计算验证了该解析计算结果。     

电动车用永磁同步电机非线性扭转振动模型

针对电动车车身阶次振动和车内噪声的主要振源—永磁同步电机的扭转振动问题,首先,利用集中参数法建立了永磁同步电机扭转振动的非线性动力学模型,解析求解了考虑非正弦分布的永磁磁场、定子开槽、时间谐波电流的永磁同步电机电磁转矩,获取了定子铁芯、机壳的刚度和阻尼参数,指出了电磁转矩波动是引起永磁同步电机非线性振动的主要原因。然后,采用状态变量法求得了非线性方程组的解。最后,通过永磁同步电机扭转振动实验验证了本模型的有效性。     

电动车用永磁同步电机的转矩阶次特征分析

针对电动汽车车身阶次振动和车内噪声的主要振源—永磁同步电机的转矩波动,首先通过转矩测量试验测得了电机24阶以内的动态、高阶转矩信号,分析与揭示了永磁同步电机转矩信号的阶次特性现象;为解释该试验现象,从理论上建立了一种考虑非正弦永磁磁场分布、开槽、时间谐波电流的永磁同步电机转矩波动数学模型,获得了谐波转矩的解析解,预测了转矩波动的阶次与频率,进而提出了试验测量动态、高阶转矩信号的转速判据。试验研究和理论研究表明：永磁同步电机的转矩具有明显的阶次波动特征,主要阶次有h-1、2（h-1）、6i+h-1、 6i-h+1阶（h∈N,且由变频器决定;i∈N）;h次时间谐波电流将单独引起h-1、2（h-1）阶的转矩波动,h次时间谐波电流、非正弦永磁磁场分布、开槽将共同引起6i+h-1、6i-h+1阶的转矩波动。     

永磁同步电机最大转矩电流比控制的FPGA设计与实现

本文提出了一种永磁同步电机最大转矩电流比控制FPGA的设计,以提高电磁转矩的响应速度、稳态特性以及减小磁链脉动,具有良好的动态特性。在数据的处理方面采用自定义的方式对小数运算进行处理,极大的提高系统的精度,同时也兼顾了系统性能的优化和资源的分配。验证了控制策略具有良好的动态响应、稳态特性、转矩脉动小,在全速范围内对永磁同步电机参数的变化具有较强的鲁棒性,是一种高性能的交流调速方式。     

永磁同步电动机恒磁链控制特性分析

在永磁同步电机数学模型的基础上,根据电机全磁链ψ0和转子永磁体与定子交链的磁链ψf相等的原则,介绍了恒磁链控制法.并通过推导永磁同步电机电磁转矩与定子电流的数学方程,采用查表法建立电流与转矩的拟合关系,使用MATLAB仿真软件建立电机模型,并将恒磁链控制分别与id=0和最大转矩电流比(MTPA)控制方法做了详细对比.仿真结果表明,恒磁链控制法下系统的稳态误差仅有0.478%,稳定性很优秀,且调整时间分别比id=0控制和MTPA控制要快7.7%和27.6%,且功率因数为0.72,均高于id=0控制的0.62和最大转矩电流比控制的0.67.     

基于单一DSP的X-Y平台控制器设计

在研究永磁同步电机数学模型和直接转矩控制理论的基础上,介绍了一种基于单一DSP芯片的X-Y平台全数字交流伺服控制系统.该系统以TI公司先进的电机控制专用芯片TMS320F2812为核心,充分利用其丰富的端口资源、快速的运算处理能力,并融合直接转矩控制算法结构简单、对系统参数依赖小、动态响应优良等特性,大大减小了整个系统的体积,降低了成本,提高了系统的鲁棒性.实验设计结果表明该系统控制性能优良.     

永磁无刷直流电机直接转矩控制

现阶段,永磁无刷直流电机在工业控制的各项领域都取得了推广应用,这主要是因为它的工作效率较高、维护方便、产生的噪音较小。不过这种直流电机在转动时,转矩波动比较大,对于转矩波动较大的电机来说,不适合在高精度系统中应用。这种电机内的直接转矩控制具备了瞬时转矩控制的特点,主要是能在定子坐标系下直接观测电机转矩、磁链,将所观测到的数据与标准值进行比较。两者相比的差值,经过滞环控制器的处理分析,得到相对应的控制信号,再考虑当前的磁链状态,进行电压空间矢量的选择,这就达到了对电机转矩的直接控制。接下来笔者将结合自身的经验和调查走访结果,基于永磁无刷直流电机的运行特点,详细论述永磁无刷直流电机直接转矩控制。     

油田用永磁同步电机及控制器优化选型方法

利用永磁同步电机矢量控制理论及抽油机输出功率变化范围大,平均功率小等特点,推导出相电流和电机功率、转子转速之间可量化计算的关系式。通过对相电流、电磁转矩和转子转速在不同工况下的参数匹配,完成永磁同步电机及控制器功率优化的目的。试验证明,经优化选型后的电机及控制器能够满足抽油机的实际需求,节省控制系统的尺寸和成本。     

基于新型趋近律的永磁同步电机动态性能优化

目的 提高永磁同步电机作业时的响应精度和速度,优化其动态反馈性能,解决传统滑模控制中趋近时间与系统抖振相矛盾的问题。方法 采用三闭环控制结构,位置环与电流环采用模糊PID控制方法,速度环采用基于新型趋近律的改进滑模控制方法,添加扰动观测器并给予系统扰动补偿。结果 仿真与在环硬件测试结果表明,文中提出的控制方法与传统三闭环滑模控制相比,相同时间内电机转子位置响应速度提前了0.123 s且无超调,同时明显降低了电磁转矩波动幅度。结论 文中设计的新型趋近律有效改善了传统滑模控制存在的问题,建立的控制系统有效提高了永磁同步电机的响应精度和速度,削弱了永磁同步电机作业时的抖振程度,具有良好的鲁棒性。     

永磁同步电动机直接转矩控制系统的研究

伴随着电机制造技术、电力电子技术的快速发展,伺服控制系统在工业控制和家用电器等领域中得到了广泛的应用,交流伺服控制系统已经成为伺服控制系统发展的趋势。本文在对三相永磁同步电动机进行理论分析的基础上建立了电机本体的数学模型,进而建立了基于直接转矩控制的永磁同步电动机系统的仿真模型,进行了大量的实验测试。仿真及实验结果表明永磁同步电动机系统既保持了直接转矩控制的快速动态响应特性,同时又有效地减小了转矩脉动。     

双V型IPMSM辅助槽对齿槽转矩的影响

针对双V型内置式永磁同步电机（IPMSM）齿槽转矩较大的问题,根据齿槽转矩的产生原理,借助ANSYSmaxwell 有限元仿真软件建立10 极60 槽内置式双V型永磁同步电机模型,探讨在定子和转子上同时开对称辅助槽的可行性,运用双变量参数化分析定子和转子上开对称辅助槽位置、半径对齿槽转矩的影响。最后对比分析开对称辅助槽前后电机的各项性能,结果表明：合理开设定子和转子辅助槽能有效削弱齿槽转矩并保证电机其他性能基本不变。     

包装印刷用永磁同步电机控制及无速度传感器控制技术综述

对包装印刷用永磁同步电机控制方式及无速度传感器控制技术进行了综述。首先,介绍了适合包装、印刷机械行业的永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统的主要控制方式;然后,采用霍尔茨教授的无速度传感器控制2大类分类方法对永磁同步电机无速度传感器控制技术进行了分类,介绍了各种永磁同步电机无速度传感器控制方法的工作原理,详细分析了其优缺点;最后展望了包装印刷用永磁同步电机控制和无速度传感器控制在包装印刷领域的应用前景。     

高效节能的永磁同步电机混合控制算法

目的 保证永磁同步电机在变速变载时能够快速响应的同时,降低其在稳态时的转矩脉动和开关频率,使永磁同步电机在整个包装过程更加高效节能.方法 分析永磁同步电机的2种控制策略DTC和PIPC的优缺点和共同点,提出在启动、变速和变载过程采用DTC控制策略保证电机的动态响应速度,在稳态时切换到PIPC控制策略,降低电机的转矩脉动和开关损耗.结果 仿真结果表明,2种控制策略能够实现平滑切换,电机动态响应快,抗干扰能力强,稳态时转矩脉动小、开关频率低;相比DTC,在空载、轻载和重载时转矩脉动分别减小了30％,12.5％和2.4％,开关频率降低了约45％;相比PIPC,响应速度提高了约7％.结论 相比单一的控制策略,DTC_PIPC混合控制算法融合了2种控制策略的优点,使电机在整个运行过程既能快速应对各种突变情况,又能降低其在稳态运行时的转矩脉动和开关频率.     

船舶电力推进永磁同步电机矢量控制系统仿真研究

在船舶电力推进系统的MATLAB/SIMULINK仿真模型为基础,重新提出六相永磁同步电机的矢量控制相关方案,通过对六相永磁同步电机和船舶负载系统的仿真来验证模型,最终表明六相永磁同步电机的矢量控制方案,满足船舶电力推进系统的动态性能要求。