基于振动模态观测器的TRUM两相协调控制优化运行

根据行波型旋转超声电机两相振动模态与输出转矩的关系,提出了两相振动模态的协调控制的TRUM优化运行方法。首先,根据定子的等效电路模型,提出两相模态观测器的构建方法;其次,提出以一相模态为参考,动态地对另一相进行控制的协调控制方法,以达到两相模态幅值相等、相位互差90°的电机优化运行状态,从而减小输出转矩脉动,使电机运行更加稳定。最后,通过仿真和实验验证了所提出的控制方法的有效性。     

异步牵引电机方波单电流闭环控制策略及其参数鲁棒性分析

在轨道牵引传动系统中,电机在弱磁区通常采用方波控制。方波下传统矢量控制算法受限于电压角度这一单自由度而失效。同时,电机控制中磁场定向的准确与否受电机参数变化的影响。因此,方波下准确的磁场定向控制是牵引电机在弱磁区高性能控制的关键。该文针对方波特殊工况,提出一种单电流闭环弱磁控制策略,方波下电机q轴电压指令通过d轴电压指令和逆变器可输出最大电压得到。利用电机方程推导得到方波下电机参数变化对电机输出转矩、磁链、电流和电压的影响,进而分析了所提方波控制策略的参数鲁棒性。仿真和实验结果表明,该方法可实现对电机电流快速精准地控制,能够对因电机参数变化引起的磁场定向不准进行校正,保证电机输出期望转矩。     

牵引电机负载模拟系统的转矩控制方法

基于轨道车辆牵引传动机构的物理模型,对牵引电机的负载转矩进行数学建模;针对阻尼负载转矩和惯性负载转矩2个部分分别提出直流负载电机电磁转矩的控制方法;按照加速时间不变原则,提出牵引电机牵引性能曲线按照负载模拟平台的功率进行等效缩放的方法;结合CRH2A型动车组的实车参数对上述方法进行仿真验证;在3.5 kW负载模拟平台上完成阻尼负载转矩实验,仿真和实验结果均证明所提出的转矩控制方法合理有效,能够准确模拟实车牵引电机负载.     

基于最优粘着利用的地铁牵引电机并联控制策略

粘着控制是地铁牵引电机控制的重要组成部分,建立了全维状态观测器来观测电机负载转矩,进而计算并判断当前路况的粘着峰值点,通过牵引电机控制实现对轮轨间可用粘着的最大利用。针对动轮间轮径差异造成的牵引并联电机转矩不平衡,结合最优粘着利用控制算法,提出具有励磁补偿的并联电机控制策略。最后进行的仿真研究和试验,验证了基于最优粘着利用的地铁牵引电机并联控制策略的正确性和有效性。     

航空电机最大转矩电流比控制方法研究

针对航空电机在高空条件下的高效率控制问题,本文采用最大转矩电流比控制方法实现电机控制。基于转矩电流关系和交直轴电流关系分别实现了航空电机的最大转矩电流比控制,仿真分析了两种控制方法下电机的动态特性,并研究了产生不同特性的原因。结果表明,利用交直轴电流关系实现最大转矩电流比的控制方法,在输出相同电磁转矩条件下,电机定子电流更小,运行效率更高。     

基于矢量控制的感应电机弱磁控制算法研究

变频调速控制系统要求电机具有宽范围的恒功率弱磁调速能力,并能输出较大的转矩。提出一种感应电动机弱磁状态下励磁电流和转矩电流轨迹控制的新方法。在满足电机和驱动器最大电压和电流约束条件的前提下,对电机励磁电流轨迹和转矩电流轨迹分别独立控制,实现全速度范围内的最大转矩输出。设计了该弱磁控制算法的实现策略,并在7.5 kW感应电机上进行实验研究,与传统弱磁控制方法相比,提出的弱磁控制方法可以输出更大的转矩,电流波动小,系统更稳定。     

内置式永磁同步电机牵引系统宽调速非线性控制器

针对内置式永磁同步电机(IPMSM)牵引系统机械参数时变、恒转矩区需高转矩输出、恒功率区需宽调速问题,运用非线性自适应控制理论,设计了一种电流滞环控制非线性自适应反步控制器。该非线性控制器在恒转矩区采用最大转矩比电流控制,提高转矩输出能力;在恒功率区采用弱磁控制策略,扩大调速范围;同时对电机参数摄动有较强的抑制能力,表现出较好的鲁棒性。仿真结果证明了IPMSM牵引系统非线性控制器的正确性和有效性。     

永磁辅助式同步磁阻电机转矩预测控制方法

为了验证永磁磁阻电机具备宽调速域的优势,同时充分发挥永磁磁阻电机在弱磁运行时的输出转矩,提出了一种基于转矩预测控制的全速域控制方法。采用Ansys设计了一台永磁磁阻电机,并与Simulink联合仿真验证了方法的可行性。验证结果表明:转矩预测控制方法可以使电机在全速域获得良好的动态性能,同时永磁磁阻电机弱磁运行时依然具有优秀的转矩输出能力。     

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。     

异步牵引电机全速域直接转矩控制仿真研究

根据异步电机牵引特性,将电力牵引运行划分为不同调节区,在启动及低速域时,逆变器按脉宽调制方式进行控制,当电机的输出功率达到额定值时,进入方波控制区。针对不同电力运行调节区的特点,研究了一套适合于牵引电机的全速域直接转矩控制算法,同时,采取不同控制算法间切换的过渡策略,有效地避免了磁链和转矩的跳变。最后,基于所建立的仿真模型模拟了异步牵引电机的牵引和制动工况,仿真结果表明该电机驱动系统具有良好的动、静态性能,满足列车运行控制的要求,也验证了该控制方法的正确性和有效性。     

双定子电励磁双凸极电机的起动控制

研究双定子电励磁双凸极电机的起动控制,改进电机结构,降低了起动时的转矩脉动。在理论分析的基础上利用基于转速变化的阶段性角度控制方法:低速采用标准角度控制;中高速采用角度随转速变化的提前角度控制,可提高电机在该速段的输出转矩。完成了18kW电励磁双凸极起动/发电系统的样机制作,对系统进行了相关的前期实验及配套航空发动机对发动机进行冷热开车实验。实验表明:该系统的起动控制策略正确有效,起动转矩平滑,所需电源容量小,效率高,具有良好的起动性能。     

永磁容错电机最优电流直接控制策略

为提高电机驱动系统的可靠性,利用相量法对多相故障态的转矩脉动进行分析,得到综合脉动转矩相量的幅值及其变化规律。根据功率守恒原则,提出最优电流直接控制策略。该算法保证电机的绕组或功率管发生一相、两相及三相故障时,包括短路、断路及其组合故障,系统可分别输出100%、80%及60%的额定功率,转速不变,转矩脉动最小化输出,进而实现高输出性能的强容错控制。通过一套750 W六相十极永磁容错电机及其控制系统的多相故障态试验,证明了最优电流直接控制策略的正确性及可行性。     

低转矩波动无刷直流电动机提前导通控制方法

转矩波动限制了无刷直流电动机在高精度高稳定性系统中的应用,随着转速增加,电机存在转矩波动增大、输出转矩下降等问题。根据等效模型分析了提前换相过程中转矩波动情况,研究了一种提前导通PWM控制方法。该控制方式使换相时电流的交点提前至反电动势的交点处,提前角度可随电机运行状态变化而动态调整。给出了控制方法实施过程并建立MATLAB/Simulink仿真模型,验证了控制方法对抑制转矩波动和减小输出转矩效果较明显。     

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。     

开关磁阻电机调速中转矩脉动最小化的研究

转矩脉动是电动机输出转矩波动较大的一种现象,与正弦波电机相比,由于开关磁阻电机的双凸极结构,它的转矩脉动非常大。开关磁阻电机的单相绕组的磁场分布以及转矩—电流—转子位置角的特性曲线都决定了在电机运行期间转矩脉动的数量。在抑制SRM转矩脉动方面的研究主要是从电机设计和电机控制两个方面进行展开,主要对转矩脉动的起源以及各种消除转矩脉动的方法进行了详细阐述,并结合当前最新的发展趋势进行了介绍。偏重于从电机控制角度来研究转矩脉动的抑制方法。     

开关磁阻电机直接转矩控制方法的优化

在开关磁阻电机的驱动中,采用直接转矩控制可以显著地改善其输出转矩的稳定性和转矩响应的快速性,而且该算法具有较好的通用性。从控制角度入手,研究降低开关磁阻电机噪声和减小转矩脉动的方法。针对传统直接转矩控制方法转矩脉动大的问题,提出了一种适用于四相开关磁阻电机的电压矢量和开关表的优化方法,取消了磁链滞环,重构了电压矢量。仿真和实验证明,该方法在转速稳定状态下可有效减小转矩脉动并提高转矩电流比。     

基于转矩跟随主从控制策略的多电机同步控制

与传统的主从控制策略不同,提出以转矩为控制量,将主电机控制器的输出转矩作为给定转矩,从电机跟随主电机的转矩的控制策略.由于给定转矩是由主电机的转速差经过PI调节得到的,受转速波动的影响较小,保证了主从电机间传递参量的稳定性.使用改进的主从控制策略和矢量变频控制方法设计了控制器,构成了转速与转矩双闭环控制系统.对四台异步...     

双三相永磁同步电机多谐波电流协同控制策略

利用双三相永磁同步电机的定子电流中低次谐波电流,可以提升电机的输出转矩。虽然控制五、七次谐波电流相对简单、易于实现,但提升电机的输出转矩有限。尽管三次谐波电流能够有效地提升电机的输出转矩,但其控制复杂。为解决电机电流维数利用不足的问题,将传统的两空间矢量控制算法推广至零序子空间,实现对基波电流、三次谐波电流和五、七次谐波电流的解耦控制,能够充分利用双三相电机的谐波电流,提高双三相电机的控制性能。实验结果验证了三空间矢量控制策略的可行性和多谐波电流协同控制提升系统输出转矩的有效性。     

基于最大转矩输出的改进型转差频率控制技术

在分析和比较现有交流牵引驱动系统的控制方法的基础上,针对窄轨电机车的实际工程需求,提出了具有最大转矩输出能力的改进型转筹频率控制方法.该方法克服了传统转差频率法PI参数难以确定、电流-转差率曲线难以数字化实现、输出转矩低于最大值等缺点,同时可对重载转矩及直流母线电压进行补偿;仿真和实验表明,新型驱动系统在肩动和拖动过程中均具有较大的转矩输出能力和良好的动态响应特性,提高了牵引性能和系统可靠性,具有良好的工程实用性.     

柔性平动式啮合电机动态分析与转矩控制

介绍了一种柔性机构平动式啮合电机结构和运行原理.该电机利用4组磁极间的磁场力驱动转子在柔性机构约束下绕定子轴线做圆周平动,进而直接带动摆线机构输出低速大扭矩.针对该电机特点,依据磁共能原理,采用动态分析方法建立了电机的磁场和转矩特性模型,分别运用解析方法和有限元方法计算了电机的电感特性;结合直接转矩控制原理推导出了柔性平动式啮合电机的转矩控制算法.设计了物理样机和控制系统,通过仿真和物理样机实验证明了直接转矩控制较开关控制方法降低了电机的振动,控制转速波动在10%以内.理论分析和实验结果均表明该转矩控制方法具有较高的可行性和实用性.