异步测功机直接转矩控制动态负载研究

鼠笼式异步电机转子轻、高速性能好、结构简单、可四象限运行,是全功能型测功电机的首选品种。提出一种基于鼠笼式异步电机直接转矩控制测功机设计方案,强调电机负载转矩的直接控制与效果,并据此建立了系统模型进行了大量仿真。结果表明系统可以实现对负载转矩的精确控制,模拟不同工况下的负载特性,具有较好的动、静态性能。     

基于降维负载转矩观测器的永磁同步电机转矩前馈补偿策略

针对飞机电蒸发冷却系统中永磁同步电机(PMSM)在不同工况下的抗负载扰动问题,研究了负载转矩前馈的方法,提出了一种基于降维负载转矩观测器的转矩前馈控制难点。针对降维负载转矩观测器提出工程化设计方法,通过将观测到的负载转矩补偿到电机电流环输入,实现电机对负载扰动的快速响应,提高了抗负载扰动能力。仿真和试验结果验证了降维负载转矩观测器设计方法以及PMSM负载转矩前馈控制算法的正确性和有效性。     

基于直接转矩控制的测功机动态负载研究

阐述了永磁同步电动机直接转矩控制的基本原理,介绍了一种基于永磁同步电动机直接转矩控制（DTC-PMSM）测功机设计方案,并据此建立了系统模型进行了大量仿真,仿真结果表明系统方案是可行的,可以对输出转矩实现精确控制,模拟不同工况下的负载特性,并且具有较好的动、静态性能。此方案具有控制结构简单,无需转矩传感器等优点,大大降低了硬件成本,有良好的工程应用价值。     

基于自抗扰控制原理的全电飞机用永磁同步电机转速闭环控制

采用永磁同步电机直接驱动全电飞机螺旋桨,为了抑制不稳定气流对输出转矩影响和提高螺旋桨抗扰动能力,对永磁同步电机实现基于自抗扰原理的转速闭环控制。分析不同飞行状态下螺旋桨的转速与转矩需求,建立基于自抗扰转速闭环控制模型并利用Dspace模拟飞行工况运行。仿真和实验验证了基于自抗扰转速闭环系统对负载变化具有抗扰能力,整个飞行工况下永磁同步电机转速响应平稳,转矩输出符合螺旋桨转矩需求。     

直接转矩控制的双馈电机负载模拟系统仿真研究

根据船舶电力推进负载试验系统的要求，采用直接转矩控制的双馈电机模拟负载的方法，针对双馈电机控制特点，建立转子d-q坐标系下的数学模型；提出了一种经过改进的直接转矩控制策略；运用Matlab/Simulink建立控制系统模型，并进行了仿真分析。证明了利用直接转矩控制的双馈电机控制方法具有结构简单、响应迅速、负载值输出准确等特点，适合用于模拟螺旋桨负载。     

直接转矩控制的双馈电机负载模拟系统仿真研究

根据船舶电力推进负载试验系统的要求,采用直接转矩控制的双馈电机模拟负载的方法,针对双馈电机控制特点,建立转子d-q坐标系下的数学模型;提出了一种经过改进的直接转矩控制策略;运用Matlab/Simulink建立控制系统模型,并进行了仿真分析.证明了利用直接转矩控制的双馈电机控制方法具有结构简单、响应迅速、负载值输出准确等特点,适合用于模拟螺旋桨负载.     

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.     

永磁同步电机自适应滑模负载观测器研究

为提高同步电机驱动系统抗外部负载突变干扰的能力,基于Popov超稳定理论和滑模变结构控制理论提出一种负载转矩观测器,应用于永磁同步电机转速电流双闭环调速系统中,为转速控制器提供实时的转矩信息.其中选取永磁同步电机自身作为参考模型,选取永磁同步电机转速模型作为可调模型,利用负载转矩的估计误差构造基于积分分离理论的滑模面.系统仿真实验表明:减弱了转矩观测值的抖振;能快速准确检测出负载转矩的初始值和工作过程中常见的突变、冲击、波动这三种类型的转矩变化;通过引入转矩观测器,增强了系统的抗干扰能力.     

基于改进滑模控制策略的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制方法

基于传统滑模控制策略的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制方法存在抖振大、动态时间长等问题,且利用机械方程获取参考转矩时需要实时观测系统负载。为解决以上问题,提出了一种基于改进滑模控制策略的直接瞬时转矩控制方法。在传统滑模面和滑模趋近律的基础上引入状态变量,降低了不同工况下电机的转矩波动和电机动态过程调整时间。为有效避免实时计算电机负载转矩,将负载转矩引起的系统变化映射到滑模面的变化,并在滑模控制器中引入负载转矩观测值自适应律,有效抑制了负载变化时的系统抖振并加快了系统动态响应。通过李雅普诺夫函数证明了改进滑模控制器的稳定性。为了验证所提方法的有效性,进行了仿真和实验,结果表明,该方法在稳态和变速变载工况下具有良好的性能。     

基于 场路耦合的调速永磁同步电机损耗及温度场分析

基于ANSYS/Maxwell、Simplorer和MATLAB/Simulink仿真平台搭建了调速内嵌式永磁同步电机（IPMSM）场路联合仿真模型,进行了最大转矩/电流（MTPA）和弱磁调速控制策略下电机场路耦合仿真,得到了不同控制策略及不同负载状况下电机动态特性;采用三项铁耗分离模型,计算了不同工况下考虑谐波时的定子铁耗、转子铁耗、永磁体涡流损耗;搭建样机三维温度场有限元模型,通过有限元电磁场与温度场双向耦合仿真,分析了电机在不同工况下的温度场分布;实验结果验证了损耗及温度场分析结果的正确性。     

温度影响下的开槽盘式磁力耦合器调速特性

针对温度影响下盘式磁力耦合器调速问题,以一台6对极16槽的开槽盘式磁力耦合器为研究对象,基于矢量磁位法,结合修正三维端部效应的卡特系数并考虑温度对永磁体剩磁的影响,依据磁力耦合器轴向介质不同与导体盘轭铁和铜导体交替排列的结构,推导出其整体的电磁转矩公式。再分别建立恒转矩负载、二次方率负载和恒功率负载工况下的调速关系解析模型。通过有限元模拟分析,确定了不同温度、不同气隙下的开槽盘式磁力耦合器在3种不同负载工况下的调速范围与调速特性。最后,搭建试验平台进行调速性能试验,将不同负载工况下磁力耦合器电磁转矩与输出转速的理论、仿真、实验值三者进行对比,结果表明理论模型有较高的准确性,为开槽型磁力耦合器在调速系统中的智能调控提供了理论依据。     

压缩机用永磁同步电机转速脉动抑制方法

为改善永磁同步电机(PMSM)驱动压缩制冷系统在低速运行时的转速特性,提出一种基于滑模观测器的控制策略。当压缩机处于变工况运行时,为减小负载转矩突变对PMSM控制系统的影响,提高系统抗扰动性能,使用滑模观测器对负载转矩进行观测,并将观测的转矩进行前馈补偿,以克服转矩瞬态变化对转速控制特性的影响。通过仿真和实验验证了所提控制方案的有效性和可行性。     

负载周期波动永磁同步电动机前馈补偿控制

研究了负载转矩周期波动工况永磁同步电机前馈补偿控制策略,给出了前馈补偿控制的系统结构和系统控制流程图,并提出了正弦波前馈补偿电流的获取方案。在系统仿真模型的基础上,研究了转矩前馈补偿角度、补偿量的取值规律问题。对控制策略进行了仿真分析和实验验证,结果表明前馈补偿控制可有效抑制负载转矩波动引起的转速波动。     

永磁同步伺服系统抑制转速波动的研究与实现

在分析了永磁同步电机的数学模型及永磁同步伺服系统的电流环和速度环的基础上,设计了负载转矩观测器,对定子电流进行了补偿以抑制由负载转矩突变造成的转速波动。在MATLAB／Simulink环境下构建了永磁同步电机控制系统的仿真模型并进行实验。结果表明永磁同步伺服系统经补偿后转速特性得到了明显提高,有效的抑制了转速的波动。     

基于前馈补偿的永磁同步电机自抗扰控制

针对负载转矩扰动对永磁同步电机(PMSM)控制造成的影响,提出了一种基于前馈补偿的PMSM自抗扰控制(ADRC)策略。通过线性自抗扰控制(LADRC)改进传统PID控制器快速性和超调之间的矛盾,并且通过引入负载转矩前馈补偿的方法,将负载转矩观测器观测到的转矩按比例反馈到电流环中,在负载转矩发生突变时进行补偿。仿真结果表明,增加了前馈补偿的LADRC系统对PMSM的控制效果明显优化,有效地抑制了因负载转矩突变引起的转速波动,验证了所提策略的有效性。     

动态转矩协调的ISG混合动力系统控制策略

以混合动力系统(integrated starter/generator,ISG)为研究对象,在转矩控制策略的基础上设计了一种ISG混合动力系统动态转矩协调控制策略。采用MATLAB/SIMULINK/STATEFLOW混合建模方法建立了前向式ISG混合动力系统仿真模型,并在NEDC工况下针对实例ISG混合动力汽车进行仿真分析。仿真结果表明:与转矩控制策略相比,采用动态转矩协调控制策略能够使整车实际转矩较好地跟随需求转矩,同时有效控制状态切换过程中的实际输出转矩突变和波动,从而验证了ISG混合动力系统动态转矩协调控制策略的有效性,为研究混合动力汽车多能源控制提供一种新方法。     

Research and Implementation of Suppressing Speed Ripples of Permanent Magnet Svnchronous Servo Svstem

在分析了永磁同步电机的数学模型及永磁同步伺服系统的电流环和速度环的基础上,设计了负载转矩观测器,对定子电流进行了补偿以抑制由负载转矩突变造成的转速波动.在MATLAB/Simulink环境下构建了永磁同步电机控制系统的仿真模型并进行实验.结果表明永磁同步伺服系统经补偿后转速特性得到了明显提高,有效的抑制了转速的波动.     

开槽型盘式异步磁力耦合器调速特性

针对盘式异步磁力耦合器的转速调控问题,以一台18极16槽的开槽型盘式磁力耦合器(SAAMC)为研究对象,基于等效磁路(MEC)法,结合卡特系数并考虑三维端部效应,建立磁路计算模型,推导出电磁转矩公式,分别建立恒转矩负载、二次方率负载和恒功率负载工况下的调速关系解析模型.运用有限元软件模拟磁力耦合器的机械特性曲线、调速特性曲线及功率特性曲线,并结合不同负载的特性对磁力耦合器的调速性能进行分析,通过最大转矩点和最大功率点确定了三种工况下耦合器的调速范围及调速特性.最后,搭建恒转矩负载和二次方率负载的试验平台进行调速性能试验,所得试验值与理论计算值、仿真值较为一致.以上研究为开槽型磁力耦合器在调速系统中的智能调控提供了理论依据.     

异步电动机直接转矩控制系统仿真研究

根据直接转矩控制的基本原理,对定子磁链矢量在α-β坐标系下的扇区重新进行了划分,使定子磁链矢量空间位置的判断方法更加简单;给出新的电压空间矢量表,在此基础上利用Matlab6.5/Simulink软件建立了异步电动机直接转矩控制系统的仿真模型,并对模型的各模块进行详细介绍,给出具体的数据。最后通过正转、反转和负载突变三种情况对仿真模型进行测试,验证了模型的正确性和可靠性。     

负载转矩和转子电阻未知任意情形下感应电机转矩无源性跟踪控制

应用无源性控制方法研究了在负载转矩和转子电阻为未知时变情形下感应电机期望转矩的跟踪控制问题。基于感应电机的Euler-Lagrange(E-L)模型,通过设计控制器、期望轨道、期望转矩、转子电阻估计器、负载转矩估计器、转子状态观测器,在理论上证明了可以实现对任意时变期望转矩的渐近跟踪,以及对负载转矩和转子电阻的快速估计。基于MATLAB/Simulink的仿真结果,证明了理论结果的正确性、有效性和高性能。