一种永磁同步电机气隙谐波转矩补偿方法

电动汽车用永磁同步电机由于设计、制造等导致气隙磁场产生畸变,使得电机电流波形带有谐波,最终导致转矩产生波动。提出了一种谐波转矩补偿方法,在电机电流双闭环控制基础上,通过在电压上补偿一定的谐波,达到抑制电流和转矩波动的效果。仿真结果表明,该方法可以有效地提高电流的补偿效果,并明显改善转矩波动。     

无刷直流电动机电流滞环跟踪控制方法的研究

通过无刷直流电动机数学模型,分析了无刷直流电动机产生电磁转矩波动的原因,在此基础上,提出采用电流滞环跟踪PWM控制方式来减小电磁转矩的波动。最后分别从理论推导和实验证明了采用电流滞环跟踪PWM控制方式时输出电流波形更接近理想的方波电流,减小了无刷直流电动机电磁转矩的波动。     

永磁无刷直流电机转矩波动分析与降低方法研究

分析了电流源逆变器供电的永磁无刷直流电机产生转矩波动的各种因素，提出采用最优电流开通角来降低转矩波动的方法。     

逆变器供电的感应电动机谐波转矩分析与计算

电压型逆变器输出的电压和电流波形中含有大量谐波,导致异步电动机低速时的转矩脉动和转速波动。文章在分析高次时间谐波产生的谐波脉动转矩基础上,介绍了用虚位移原理计算感应电动机谐波脉动转矩的方法。编制了感应电动机转矩的计算机程序,并用一计算实例对电动机谐波转矩进行了分析和计算。     

基于实测定子电流的表贴式永磁同步电机转矩波动系数计算方法

利用实测定子电流计算转矩波动系数有助于监测永磁同步电机在实际工况下的转矩波动程度以及根据其变化进行故障预测。针对采用d-q轴数学模型、矢量控制的表贴式永磁同步电机,考虑永磁同步电机定子电流基波、谐波与转子磁场基波、谐波的相互作用对转矩波动的影响,推导出转矩解析计算模型。实测定子电流以及转子磁场进行傅里叶分析,确定主要谐波阶次以及转矩波动的主要阶次。依据对实验实例的分析,提出了利用实测定子电流计算永磁同步电机转矩及其波动系数的方法。结果表明能够用于实时监测永磁同步电机在实际工况下输出转矩波动系数。     

双余度无刷直流电动机驱动电流非均衡状况的研究

双余度无刷直流电动机由于具有较高的安全性和容错性,已广泛应用于电力作动器等关键电力系统中.由于器件以及电机制造上的各种因素,两个电气余度的参数不会完全一致,电流出现不均衡的情况,将导致电机铜损的剧增、散热条件的恶化以及输出转矩的较大波动,影响到双余度电机性能的发挥.通过对双余度无刷直流电动机铜损以及转矩波动的分析,得出了电流不均衡情况下电机铜损变化规律和转矩波动规律,并通过样机验证了理论分析结论.     

永磁同步电机SVM-DTC系统的多滑模变结构控制

直接转矩控制(DTC)是一种高性能的控制方法,通过两个滞环控制器实现对转矩和磁链的控制,响应速度快,鲁棒性强,但导致了电流和转矩的波动。通过空间电压矢量合成任意空间电压矢量,形成基于空间电压矢量调制的直接转矩控制系统(SVM-DTC系统),能进一步减少电流和转矩的波动。本文运用滑模变结构控制理论,在SVM-DTC系统基础上,构建基于转速、磁链、转矩三滑模变结构控制器的永磁同步电机SVM-DTC系统,在保留SVM-DTC动态性能的情况下,提高了电机的低速性能,减小了转矩脉动和电磁噪声,仿真和实验结果验证了该方法的可行性。     

无刷直流电动机换相转矩波动的分析研究

无刷直流电动机的转矩波动直接影响其运行质量。论文主要研究了两相和三相无位置传感器永磁无刷直流电机由电流换相引起的转矩波动,推导出相应的转矩波动公式,提出一种采用定频采样和重叠换相相结合的方法对换相转矩波动进行抑制和控制。     

一种基于电流反馈的分段式PWM控制无刷直流电机转矩波动抑制方法

无刷直流电机伺服系统具有广泛的应用场合,但转矩波动限制了其在高精度场合的应用。针对非理想反电动势引起的无刷直流电机转矩波动提出了一种基于电流反馈的分段式PWM控制方法。该方法通过线反电动势观测器获得产生目标转矩值的参考电流,以实现对电机转矩的直接控制。同时,针对电机高速与低速运行状态分别采用不同的PWM控制策略来有效消除换相转矩波动,系统具有低转矩波动和高转矩输出的特点。通过在Matlab/Simulink环境下建立系统仿真模型,对该控制方法的转矩直接控制能力进行检验,并对转矩波动进行了对比;搭建实验平台对具有非理想反电动势的无刷直流电机进行了驱动实验。仿真和实验结果表明,该文所提出的控制方法能有效减小转矩波动,提高无刷直流电机伺服系统输出转矩的稳定性和位置控制精确度。     

无刷直流电机抑制转矩脉动的方法研究

由于无刷直流电机绕组存在电感,换相时电流无法突变,导致非换相电流存在波动,从而产生换相转矩脉动。提出一种新的电压补偿电路,由4个电力开关管,1个电力二极管,1个电容器组成。通过控制电力开关管导通和关断,在非换相期间,直流电压源对电容充电;在换相期间,直流电压源与电容串联,满足驱动电压等于4倍反电动势幅值,使得关断相电流下降速率与导通相电流上升速率一致,非换相电流波动降低,从而有效抑制换相转矩脉动。通过仿真验证了电压补偿电路能有效地抑制换相转矩脉动。     

An automatic torque ripple compensation system for direct drive motors

A serious problem in motion control is the occurrence of torque ripple. Since a direct drive (DD) motor with a magnet rotor uses a rare-earth magnet, the torque ripple is more serious than that of conventional servomotors. This paper presents an auto-compensation of torque ripple using a software-implemented torque observer. The frequency and amplitude of torque ripple can be obtained in the controller by using the estimated torque from an observer, and the autonomous generation of a compensating current component for a torque ripple is possible. The proposed algorithm has been verified by experiments.     

基于分段式TSF的开关磁阻电机转矩脉动抑制技术

开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM)的双凸极结构导致其运行时产生很强的转矩脉动,采用传统型转矩分配函数(Torque Sharing Function,TSF)时,电流峰值过高,铜耗过大,导致电机效率低,转矩脉动抑制效果不理想。针对这一问题,本文提出了新型分段式TSF,并以转矩脉动系数和电流变化率作为优化目标,利用遗传算法的全局寻优能力,对所提出的新型TSF中的变量参数进行优化,得到最优的TSF曲线及表达式,从而降低转矩脉动。仿真结果表明,本文所提出的新型TSF能够有效降低转矩脉动,同时降低电流峰值,减小铜耗,提高效率。     

非理想梯形波反电势的永磁无刷直流电机换相转矩脉动抑制方法

为了提高磁悬浮控制力矩陀螺(magnetically suspended control moment gyro, MSCMG)框架伺服的精度与稳定度,针对永磁无刷直流力矩电机(permanent magnet brushless DC motor, PMBLDCM)非理想梯形波造成的换相转矩脉动,分析指出了换相反电势不平衡是造成转矩脉动产生的又一原因,且是影响低速力矩电机换相转矩脉动的主要因素。在单一直流母线电流反馈的基础上,提出了一种换相转矩自平衡控制方法,其中包括换相转矩平衡点观测器和角加速度的快速最优估计算法,有效的抑制了换相转矩脉动,提高了低速时的速率伺服精度与稳定度。     

An Effective Four-Level Voltage Switching State Algorithm for Direct Torque Controlled Open End Winding Induction Motor Drive by Using Two Two-Level Inverters

This paper introduces an effective four-level voltage switching state algorithm for direct torque controlled open end winding induction motor drive with two-two level inverters in dual mode. In the recent days, direct torque control of open end winding induction motor drive became an interesting area for researchers because it provides high dynamic performance and instantaneous control of stator flux and torque. It is more important especially in applications like propulsion and hybrid electric vehicles they require ripple free torque. The direct torque control provides high flux, torque ripple, and variable switching frequency. This paper introduces an effective voltage switching state algorithm for an open end winding induction motor drive to reduce torque and flux ripple at different frequencies of operation. The experimental results show that the proposed algorithm reduces torque and flux ripples without losing features of conventional direct torque control (DTC) algorithm and in addition it provides multi-level operation.     

双三相永磁同步电机合成电压矢量直接转矩控制

针对传统多相电机的直接转矩控制算法在运行过程中存在转矩脉动和大量电流谐波的问题,提出了一种基于合成电压矢量的改进直接转矩控制算法。利用双三相永磁同步电机电压矢量丰富的特点,结合高阶滞环控制器的优点,在电机运行时减小转矩脉动。以电压矢量在谐波平面的电压分量等于零为约束条件,构造三组合成电压矢量。使用合成电压矢量替代传统电压矢量,达到降低电流谐波的效果。仿真结果表明,改进的直接转矩算法可以有效减小谐波电流和转矩脉动,具有良好的运行性能。     

Torque Ripple Reduction in Switched Reluctance Motor Drives Using B-Spline Neural Networks

A switched reluctance motor torque ripple reduction scheme using a B-spline neural network (BSNN) is presented. Closed-loop torque control can be implemented using an on-line torque estimator. Due to the local weight updating algorithm used for the BSNN, an appropriate phase current profile for torque ripple reduction can be obtained on-line in real time. It has good dynamic performance with respect to changes in torque demand. The scheme does not require high-bandwidth current controllers. Simulation and experimental results demonstrate the validity of the scheme     

基于新型扩张状态观测器的PMSM周期性转速脉动抑制方法

电机本体的齿槽转矩、磁通谐波、定子电流测量误差、负载中的周期性转矩、电机换相和死区效应等因素会造成电机转矩中存在周期性脉动,这种脉动一般会表现在电机整个运行速度范围内,造成电机转速脉动大,不利于电机的高精度转速控制。提出了一种基于新型扩张状态观测器的PMSM周期性转速脉动抑制方法。利用周期性信号的微分特性,构建扩张状态观测器,观测出电机转速脉动中的主要周期性分量,利用自抗扰控制算法对其补偿,以消除转速中的周期性脉动。仿真和实验结果表明,该方法能够对转速实现更好的补偿控制,使得电机转速稳态脉动显著减小,从而提高电机运行的平稳性     

基于Buck变换器的无刷直流电机转矩控制仿真

无刷直流电动机（BLDCM）存在转矩脉动的突出缺点，提出了一种基于直流环节电压控制和模糊PID控制器的新型混合控制策略，以抑制无刷直流电机的转矩脉。电路拓扑包含功率因数校正降压转换器和逆变器。降压转换器通过控制直流电路电压来降低换向转矩脉动，使用模糊PID控制器和脉冲宽度调制（PWM）技术的逆变器在导通区域提供适当的电流。 Buck变换器降低了通过控制直流环节电压换向转矩脉动，逆变器使用模糊PID和PWM技术提供导通区域的电流。该方法能够消除传导区转矩脉动,削弱换相区转矩脉动，仿真结果表明，该策略具有功率因数校正功能，可有效抑制转矩脉动，提升电机运行的鲁棒性。     

定子双馈电双凸极电动机转矩脉动分析与抑制

对定子双馈电双凸极(SDFDS)电动机(以下简称电动机)的转矩进行了理论分析,探讨磁阻转矩对转矩脉动的影响.在用傅里叶级数近似逼近SDFDS电动机感应电动势的基础上,采用谐波消去法得到消除转矩脉动的理想电流波形,并在一台三相12/8极SDFDS样机上进行了实验研究.实验结果表明:与方波电流相比,利用理想电流控制电机能有效抑制转矩脉动,验证了所提方法的正确性和可行性.     

变频运行感应电动机谐波电流计算与转矩,损耗分析

提出了变频运行感应电机稳态谐波电流、脉动转矩及损耗的计算方法,分析了高次谐波产生的异步附加转矩以及脉动转矩的形成。为了得到具有较小谐波电流、转矩的ＳＰＷＭ生成法,设计了双ＣＰＵ结构的变频器,用它供电被测电机并对电机谐波电流进行测试,测试与计算结果吻合良好。