电动汽车用永磁同步电机超前角弱磁控制

由于永磁同步电机(PMSM)具有体积小、功率密度、效率及功率因数高等特点,目前在电动汽车驱动系统中具有较高的应用价值.针对电动汽车用PMSM基速以上弱磁控制时存在的电流调节器饱和、不可控问题,设计了基于转子磁场定向带电压外环控制的电流超前角弱磁控制方法,实现了基速以下恒转矩调速和基速以上恒功率弱磁控制,以及两种工作模式...     

电动汽车用永磁同步电机的发展分析

简要的比较了几种常用电动汽车的驱动系统,并指出了永磁同步电动机的优势。在各类驱动电机中,永磁同步电机能量密度高,效率高、体积小、惯性低、响应快,有很好的应用前景,介绍了电动车驱动用永磁同步电机的目前研究状况以及目前的研究热点和发展趋势。     

电动汽车用永磁同步电机弱磁控制策略综述

结合电动汽车应用,分析了适合弱磁运行的永磁同步电机的结构特点,并在永磁同步电机的数学模型基础上,介绍了应用于矢量控制技术中不同的弱磁控制方法。受车载电源电压的限制,在转折速度以上,电机转速的提升必须依靠弱磁控制。为实现电机的最优使用,通常将弱磁区分为弱磁I区和弱磁II区,提出了多种基于电机模型和鲁棒控制的方法。综合近年来有关弱磁控制研究的发展现状,分类整理了弱磁I区和弱磁II区的弱磁控制方法,指出了各种方法的优缺点。最后,对电动汽车控制系统的最优设计的发展趋势进行了展望。     

电动汽车用永磁同步电机直接转矩弱磁控制

通过对电流限定轨迹、转速限定轨迹和负载角限定轨迹的介绍,阐述了电动汽车用埋入式永磁同步电机的弱磁控制过程,有效拓宽了永磁同步电机直接转矩控制系统的调速范围.由于永磁同步电机弱磁是通过电枢反应达到弱磁运行目的的,电枢反应对永磁同步电机的参数有着重要的影响,并且弱磁程度越高,电枢反应越大.因此考虑了永磁同步电机的电枢反应对于电机转子磁链和交直轴电感等参数的影响,对比了不考虑电枢反应时各控制轨迹及弱磁性能.通过MATLAB/SIMULINK实现了考虑电枢反应和不考虑电枢的永磁同步电机直接转矩控制的弱磁控制.仿真结果验证了理论分析的正确性.     

电动汽车用永磁同步电机驱动系统的高性能控制

针对电动汽车用永磁同步电机驱动系统的特点,以内置式永磁同步电机为控制对象,设计了以TC1797为主控芯片的硬件驱动系统。软件控制中采用最大转矩电流控制结合电压负反馈闭环的弱磁控制的方式,使得整个驱动系统起动转矩大、调速范围宽、功率密度和效率高。搭建电动汽车用永磁同步电机驱动系统进行测试验证。试验结果表明该驱动系统弱磁扩速倍数可达3.5;系统的峰值效率达到95%,系统效率85%的区域超过80%,验证了该控制技术的高效性和可行性。     

电梯驱动用永磁同步电机控制系统

文章介绍了永磁同步电机在电梯驱动系统中的应用。首先给出数学模型,在此基础上分析了控制策略。在实际应用中,采用id=0与弱磁结合的控制方式进行控制。这种控制方式具有良好的动静态特性,满足了系统的要求,在实践中取得良好的效果。     

纯电动汽车用内置式永磁同步电机弱磁控制策略综述

针对纯电动汽车对内置式永磁同步电机（IPMSM）要求有较宽的调速区间,结合内置式永磁同步电机的结构特点,并在内置式永磁同步电机的数学模型基础上,介绍了其弱磁扩速原理。综述了永磁同步电机（PMSM）弱磁控制策略的研究和发展现状,根据每个弱磁控制策略的特点进行分类和归纳,并进行分析。最后对纯电动汽车用永磁同步电机的弱磁控制算法进行展望。     

电动汽车牵引用永磁同步电机的场路联合仿真

基于Maxwell 2D和Simplorer联合仿真平台,以1台额定功率20 k W的电动汽车牵引用永磁同步电机为研究对象,建立考虑电机饱和问题和损耗影响的电机牵引系统仿真模型。通过分析恒转矩工作区间i_d=0控制与MTPA控制、高速运行区间id=0控制与弱磁控制的牵引特性,具体对比了电机的磁链、电流、转矩脉动、驱动效率等特性。通过试验测试,验证了仿真方法的正确性,为电动汽车牵引电机调速系统的控制仿真提供了参考。     

永磁同步电机温升研究

电机温升是电机设计中需着重考虑的因素。温升不仅有关电机绝缘等级、可靠性,同时也会对电机性能产生影响。对于变频电机,过高的温升会带来电机铜损上升、磁铁性能下降等不利情况,这些都是在设计时需要考虑的问题。本文以永磁同步电机为例,探讨电机温升的有限元计算、测试方法以及对设计的影响等。     

弱磁调速用永磁同步电机设计分析

在分析电机参数对弱磁调速性能影响的基础上,讨论了两种转子结构形式的内置式永磁同步电机设计。采用磁场有限元分析方法计算转子永磁体分段与不分段两种结构形式电机的电感参数,并基于理论公式计算比较它们的弱磁扩速性能。分析磁路饱和引起的电感参数非线性,讨论分段式永磁体结构中铁桥的存在对磁路饱和以及电机参数的影响。计算结果表明,电感参数非线性主要存在于电机的恒转矩运行区域,对弱磁调速性能的影响较小,分段式永磁体结构更适合弱磁调速。     

基于转子再设计的电动汽车永磁同步电机再制造研究

随着电动汽车的发展,淘汰替换的旧电机越来越多,对旧电机的再制造研究也越发必要。通过对转子外圆优化以减小饱和磁密面积和优化气隙结构来提升电机性能,分析了不同偏心圆对电机齿槽转矩的影响规律,对比了旧电机和再制造电机的性能变化,研究了不同倒角圆对电机磁密谐波和齿槽转矩的影响趋势。结果表明电机齿槽转矩随着偏心圆的增大先增大后减小,不同倒角圆对再制造电机谐波影响较小;在额定情况下,再制造电机偏心圆为36 mm、倒角圆为4 mm时,再制造电机铁心损耗下降6.55 W/kg,再制造电机效率提高0.05%,输出转矩收缩4%,再制造电机在减小损耗提高效率的同时减小了输出转矩。     

基于模糊神经网络的纯电动车永磁同步电机矢量控制

纯电动车控制系统对电机控制性能要求较高。提供了一种基于模糊神经网络的永磁同步电机矢量控制方案。以模糊神经网络控制器作为电流调节器,并在速度环引入模糊控制器,将其输出作为电流环的限幅,达到限速的目的。仿真和试验结果表明:对于电动车运行的复杂情况,该方法具有良好的转矩跟踪和电机限速性能。     

基于场路耦合的永磁同步电机性能分析

在伺服控制系统中,控制器对内置式永磁同步电机(IPMSM)的性能影响较大。采用时步有限元分析方法,通过在Maxwell中搭建IPMSM三维和二维瞬态电磁场有限元模型,在Simulink中搭建了电机控制算法的模型。经由Simplorer软件接口技术将有限元模型和电机控制算法模型相结合,构建了永磁同步电机的场路耦合仿真模型。分析了电机在不同控制策略和工况下的转矩、电流、损耗、弱磁调速范围等数据,为IPMSM伺服调速系统的计算及优化设计提供了合理的方法。     

永磁同步电机Anti-Windup速度控制器设计

主要针对永磁同步电机(PMSM)磁场定向控制系统中存在非线性饱和问题,分析了PI电机速度控制器Windup现象产生的过程及危害.对传统的Anti-reset Windup PI控制器进行了改进,将比例环节和积分环节对饱和影响进行了分离,从而使反馈补偿更为准确,有效提升了电机控制系统性能.通过仿真验证了可行性,并将其应用于所开发PMSM驱动控制系统中,在工程应用中取得了很好的控制效果,进一步验证了控制策略的可行性.     

基于Lyapunov函数的永磁同步电机速度控制器设计

传统的PI速度控制器具有速度超调、动态时间长、跟踪精度低、抗负载转矩扰动能力和恢复能力差等缺点。提出了利用永磁同步电机(PMSM)的运动方程和转矩方程推导出控制系统q轴电流给定量,基于Lyapunov稳定性条件设计出的一种PMSM速度控制器。相比于传统的PI速度控制器,该控制器没有速度超调量、动态时间短、跟踪精度高,抗负载扰动能力和恢复能力有一定的提高。利用MATLAB/Simulink仿真软件,搭建控制系统模型并进行仿真分析。仿真验证了提出的PMSM速度控制器的有效性,获得了很好的速度控制性能。     

永磁同步电机旋转变压器解码算法优化设计

针对旋转变压器解码电路误差对永磁同步电机(PMSM)转子位置检测精度的影响,深入分析了解码电路工作原理,基于角度/速度观测器,设计了一种高精度快响应的旋转变压器信号估算方法。电路采用低电压运放MCA33202对旋变输出正弦和余弦信号进行解码,基于解码后的估算角度构建了单位反馈闭环系统,优化了解码电路关键器件参数,提高了PMSM转子位置检测精度。通过1台2.5 kW高速PMSM验证了该算法的有效性和可行性。     

基于继电自整定的模糊PI永磁同步电机速度控制器

由于常规PI控制器参数整定困难,且对永磁同步电机非线性补偿有限.针对永磁同步电机的特点,提出了基于模糊决策和继电自整定的模糊PI控制方法.先利用分段继电自整定、Z-N公式和修正计算,离线得到不同给定速度和负载转矩下系统的PI参数,再对系统当前给定速度和负载转矩进行模糊化处理,根据模糊规则表推理得到当前PI参数.仿真表明,该方法对系统不同工作状况具有良好的适应性,性能优于单个工作状态整定得到的常规PI控制器.     

基于永磁磁链在线辨识的永磁同步电机无速度传感器控制

在无速度传感器控制条件下,研究了基于MRAS的永磁同步电机永磁磁链在线辨识系统。仅辨识速度和永磁磁链两个参数,使得辨识模型满秩,避免了出现设置不同初值获得不同永磁磁链辨识值的问题,确保了参数估计的收敛性和唯一性。分析了欠秩问题的本质,分别推导了速度和永磁磁链的辨识自适应律。仿真结果表明:该控制系统在转速和负载突变下均能准确跟踪转子的速度,具有良好的鲁棒性和动态性能,同时降低了系统参数敏感性。     

永磁同步电机转子位置检测技术

电机转子位置的精确定位是永磁同步电机(PMSM)控制中的关键问题之一.介绍了PMSM转子位置检测技术的工作原理、实现方法、特点及适用场合.有传感器位置检测技术需要一定的空间位置,增加了系统成本和复杂性,降低了可靠性和抗干扰能力.反电动势无传感器检测技术计算简单、控制有效,但无法估计出转子的初始位置.高频信号注入检测技术的转子位置与转速无关.智能检测技术在高、低速情况下都能很好地估计出转子位置,并具有良好的动态响应和调节能力.     

无电流传感器的永磁同步电机伺服系统

研究了一种无电流传感器的永磁同步电机交流伺服系统,在分析电机模型和控制策略的基础上,提出了一种新颖的电流模块估算方法,并构成伺服系统应用于驱动全自动高速平缝机.分析和实验结果表明,本系统简单可行且有较好的控制性能.