一种永磁同步电动机的宽调速范围控制方法

针对永磁同步电动机的宽调速范围应用和弱磁难问题,提出了一种永磁同步电动机的宽调速范围控制方法,该方法基于矢量控制原理,基速以下采用id=0控制,基速以上采用弱磁控制,利用电压外环调节器产生直轴电流参考值id*,不依赖于电机参数,易于数字化实现。提出电流反馈解耦控制方法,实现了d、q轴电流的完全解耦,提高了永磁同步电动机的控制性能。在5.5kW的内置式永磁同步电动机上进行了仿真,扩速倍数可达3倍,转速、转矩控制性能良好,验证了控制方法的有效性,对永磁同步电动机的宽调速范围应用具有实际意义。     

过调制算法在永磁同步电机弱磁调速系统中的应用

在永磁同步电动机控制系统中,当转速增加使逆变器输出电压达到最大值时,需要采用一定的弱磁调速策略来进一步增大电机转速。引入SVPWM过调制算法可以在逆变器直流侧电压不变的情况下增大其交流电压输出,从而扩大电机的弱磁调速范围。该文对目前应用较普遍的一种过调制算法进行讨论,并针对算法计算量大的问题进行改进,提出一种新的过调制算法。将两种算法分别应用于永磁同步电机的弱磁调速系统,对比分析系统的控制性能。     

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.     

基于电压闭环反馈的永磁同步电机弱磁调速研究

电动汽车对电机的调速范围要求较高,需要宽调速的控制技术。为扩大永磁同步电动机(PMSM)的调速范围,研究并实现了电压闭环反馈弱磁控制方法。该方法将电压利用率作为参考值构建电压环,通过电压反馈信号和给定指令信号计算弱磁电流的参考值i_(dref),从而有效提高PMSM的弱磁扩速。利用MATLAB/Simulink仿真平台搭建了表贴式PMSM弱磁控制系统。仿真结果表明系统有较宽的调速范围,而且区间转换平稳,具有良好的响应特性。     

永磁同步电动机调速范围的优化及性能分析

根据内嵌式调速永磁同步电动机的弱磁控制特点,以弱磁扩速倍数为优化目标,利用有限元仿真软件,分析了内嵌式调速永磁同步电动机矩形和V形永磁体尺寸和位置对电机参数和调速范围的影响,通过优化永磁体的位置和尺寸扩大了电机弱磁调速范围。计算了优化后电机的参数,对比了优化前后电机调速的范围。为内嵌式调速永磁同步电动机的优化和参数计算提供一定的参考。     

基于PR控制器的永磁同步电动机弱磁控制

介绍了永磁同步电动机的数学模型,并对其弱磁原理进行阐述.因传统的调速控制经解耦后常采用PI调节器,引入与温度和电路参数有关的交叉耦合项和前馈补偿项,影响了控制系统的鲁棒性,特别是在额定转速以上的弱磁运行时影响更大.分析了比例谐振PR控制器特点,并提出一种基于改进PR控制器及转子磁链定向的移相弱磁控制策略.仿真结果表明,所述的控制策略能实现永磁同步电动机的高倍弱磁扩速,具有良好的鲁棒性和动态性能,验证了该方法的正确性.     

永磁同步电动机无传感器技术的研究

介绍了一种永磁同步电动机转子位置的检测方法.利用磁链、电流、电压各空间矢量间的特定关系,根据检测到的定子电压和电流,估算出定子电流所产生的磁链幅值和相角,以及定子合成磁链的相角,从而估算出永磁同步电动机的转子角.据此设计了一个无传感器永磁同步电动机调速系统.最后对该控制系统进行了仿真,仿真结果表明,该检测方法简单可行,检测模型运行于电机10%额定转速以上时有较高的精度.     

增程式电动车用永磁同步电机弱磁控制仿真研究

考虑到增程式电动车(EREV)电驱动系统的特点和特殊要求,在永磁同步电机数学模型的基础上,研究了永磁同步电机的弱磁控制原理及其控制策略。在基速以下,采用最大转矩/电流控制(MTPA),使电机运行于恒转矩区,以获得最大电磁转矩;当转速增至基速后,则采用弱磁控制策略,以拓宽电机的调速范围,实现高速恒功率运行。在Matlab/Simulink中,基于电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术对永磁同步电机弱磁控制系统进行了建模仿真,验证了该弱磁控制算法正确性。     

内嵌式永磁同步电动机弱磁控制分段线性化研究

在对内嵌式永磁同步电动机数学模型进行分析的基础上,详细研究了弱磁控制过程,提出了分段线性化的弱磁控制策略。根据电动机弱磁各阶段运行的特点,将弱磁控制分为三个区域,对每个区域分别线性化,得到了各区域工作点的直轴、交轴电流和控制方程。线性化后的弱磁控制策略节省了电动机工作点计算时间,提高了系统实时性能,可实现最大转矩输出。结果表明,分段线性化弱磁控制策略使内嵌式永磁同步电动机在宽调速范围内获得了更好的调速性能,电动机可控性和可靠性增强。     

装卸机器人用永磁同步电机弱磁调速系统

研制的装卸机器人用永磁同步电机弱磁调速系统,可以满足装卸机器人高速度、高可靠性的运转要求.为降低成本,采用表面式永磁同步电动机.针对装卸机器人的负载特性,提出了基于电压外环调节器的弱磁控制方案.经实验验证,该系统运行可靠,满足装卸机器人的应用要求.     

一种新颖的永磁同步电动机无位置传感器技术

无位置传感器技术是永磁同步电动机调速系统的一个发展方向.本文剖析了已有的两种典型直接估算方法,提出了一种新颖的无位置传感器技术.通过分别计算出定子磁链矢量角位移与转矩角,将后者从前者中减去得到转子磁链矢量的角位移进而得到转子速度信号,并采用改进积分器取代传统的积分器.该技术能有效地改善磁链原点漂移,提高直接转矩控制系统的磁链角位移与转速的求解准确度.仿真及实验研究结果表明,采用这种无位置传感器技术的永磁同步电动机调速系统,具有良好的调速控制性能.     

不同极槽配合电动汽车永磁同步电机弱磁性能及抗饱和能力研究

电动汽车永磁同步电动机需要宽的调速范围,但在高速弱磁时,铁心的饱和带来了较大的反电势失真和转矩波动,影响电机的运行性能。本文比较分析不同极槽配合的内置永磁同步电机高速弱磁工况的反电动势、电磁转矩和转矩波动情况。仿真分析表明,在高速弱磁条件下与分数槽电机相比,整数槽永磁同步电动机具有较高的反电势失真率和转矩波动;其中36槽8极电机弱磁能力最好,18槽8极电机转矩波动最小。     

电动汽车用永磁同步电动机弱磁控制系统研究

电动汽车用永磁同步电动机在基速以下恒转矩运行,在基速以上恒功率扩速运行。在分析永磁同步电动机数学模型的基础上,设计了一种具有转速控制和转矩控制两种工作模式的弱磁控制系统。该系统在基于XC164的硬件平台上进行了试验,得到了永磁同步电动机控制系统的转速-转矩特性及效率曲线。试验结果表明,该系统有效满足了电动汽车的弱磁扩速要求。     

轨道车辆用永磁同步电机系统弱磁控制策略

内置式永磁同步电机可利用其磁阻效应来提高电机效率和改善调速特性,适宜用作轨道车辆的牵引电机。研究了轨道车辆用内置式永磁同步电机的弱磁控制,提出了利用电压极限椭圆的梯度下降法进行弱磁和电流参考值修正的新方法。该方法主要分为弱磁区域的确定和电流参考值的修正。弱磁区域由恒转矩曲线方向和电压极限椭圆递减方向之间的夹角大小来确定,电压极限椭圆递减方向信息通过梯度下降法计算得到。电流参考值的大小根据不同弱磁区域内弱磁方向和电压差值的幅度大小来确定。采用Matlab软件建立了系统仿真模型,针对100kW的轨道车辆用永磁同步电动机开发了基于TMS320LF2407A DSP的弱磁控制系统实验平台。仿真和实验结果证明了该策略的有效性。     

辅助磁障永磁同步电动机的电磁分析与参数优化

辅助磁障永磁同步电动机既具有永磁同步电动机高功率密度、高效率、高功率因数等优势,又兼具同步磁阻电机的宽调速范围、无高温退磁等优点,在调速驱动领域具有广阔的应用前景。在优化辅助磁障永磁同步电动机磁障形状、周边磁桥形状、磁障层数和永磁体占比的基础上,将其与“一”字型和“V”字型内置式永磁同步电动机进行对比分析,借助二维有限元仿真软件对三种结构的负载转矩、转矩脉动、损耗及效率等运行性能进行全面对比。以减小齿槽转矩有效值、减小空载反电势谐波含量和提高负载转矩有效值为目标对辅助磁障永磁同步电动机进行转子结构优化,对辅助磁障永磁同步电机的推广应用具有一定的参考价值。     

基于SVPWM过调制的超前角弱磁控制永磁同步电机的策略研究

研究了电动车用内置式永磁同步电机的控制策略,提出了超前角弱磁控制与空间矢量脉宽调制(SVPWM)过调制结合的控制系统。超前角弱磁控制使用转速、电流和电压的3个闭环控制,电机端电压与直流侧电压组成电压控制环,产生电机弱磁的电流超前角直接给定交直轴电流。SVPWM过调制算法可以有效提高逆变器输出电压基波幅值,电机使用弱磁控制方式达到最大转速后使逆变器进入过调制状态,最大限度扩大转速范围。对该控制系统进行了仿真研究,仿真结果证明了理论分析的正确性和可行性。     

永磁同步主轴电动机控制系统设计

以数字信号处理器TMS320F2812为主控芯片,根据矢量控制原理,结合空间电压矢量脉宽调制SVPWM方法,实现d-q轴电流的解耦控制,完成永磁同步主轴电动机的矢量控制.在此基础上,设计了利用外环电压饱和程度进行直轴电流弱磁控制的算法,拓宽了永磁同步主轴电机控制系统的调速范围.控制系统主要包括功率主电路、控制电路、隔离驱动电路、信号检测及调理电路、辅助电源、显示及参数设定电路.经实验验证,控制系统运行可靠、动静态性能良好,基速以下具有恒转矩特性,基速以上实现了弱磁升速,满足数控机床主轴驱动应用要求.     

表嵌-内置式永磁同步电动机的电磁设计

针对表嵌式永磁同步电动机弱磁调速范围小、功率密度低,内置式永磁同步电动机漏磁凸出、转矩波动大等缺点,研究了一种新型表嵌-内置式永磁同步电动机(SIPMSM)。设计了SIPMSM的基本电磁参数,并确定SIPMSM的主要尺寸。建立SIPMSM有限仿真模型,研究分析了电机气隙磁密、额定转矩等特性。计算结果表明,SIPMSM设计合理,各项性能满足设计要求。     

损耗极小的内置式永磁同步电动机直接转矩控制

为解决永磁同步电动机驱动系统在轻载运行时效率偏低的问题,给出了一种损耗极小的永磁同步电动机直接转矩控制方案。该策略通过分析电动机损耗与转速、转矩和定子磁链的关系,建立了考虑铁心损耗的永磁同步电动机模型,根据该模型推导出了使电机电气损耗极小的最优定子磁链表达式,将最优定子磁链计算模块嵌入直接转矩控制系统,从而实现了永磁同步电动机直接转矩控制调速系统的损耗极小。实验结果表明该控制方法不仅保持了传统直接转矩控制动态响应快的特点,而且能够提高电机在轻载运行时的效率。     

基于滑模观测器的永磁同步电动机无传感器控制研究

针对永磁同步电动机无传感器控制,本文研究了适用于永磁同步电动机中高速运行的滑模观测器,该观测器采用饱和函数抑制抖振,可以准确地估计转子位置及转速.应用滑模观测器估算出a-β轴反电势,然后计算出转速及位置信号,与给定的转速信号比较,闭速度环,经过PI调节得到准确的电压参考信号.应用TMS320LF2407A数字信号处理器...