电动汽车用五相感应电机容错控制

多相感应电机具有高效、低转矩脉动,能容错运行以及更易于实现低压大功率等优势,特别适合应用于电动汽车。针对驱动系统常出现的缺相故障,基于故障前后定子磁动势保持不变的原则研究了容错控制策略,并探讨了3次谐波注入后,1、3次谐波之间的磁场耦合及其对电机转矩等性能的影响。为解决滞环控制产生的转矩脉动和效率下降等问题,电流环采用了比例谐振控制方式,利用其谐振点附近的高增益,实现了相坐标系下的无静差控制。构建了一套低直流母线电压供电的五相感应电机控制系统,通过一相和两相绕组断开故障等实验,研究对比了不同控制策略下电机的性能,及各控制策略中谐波耦合的影响。     

多相电机中谐波电流与谐波磁势间的关系

为了分析定子绕组流过非正弦电流时，多相异步电机的运行性能，必须了解谐波电流与谐波磁势的关系。对异步电机中的非正弦的谐波电流进行了傅里叶分解，将其分解为基波电流和一系列的谐波电流，然后分别计算各次谐波电流的产生的不同的谐波磁势。通过对五相、十五相异步电机在非正弦供电情况下谐波电流与谐波磁势的定量关系的分析，归纳出谐波电流与谐波磁势的一般关系式，以及各次谐波磁势之间的比例关系。     

多相分数槽集中绕组表贴式永磁电机谐波电流的确定及其影响

以一台20槽22极的五相分数槽集中绕组表贴式永磁电机为例进行分析。在保持电流有效值不变的前提下,以获得最大平均转矩为目标,采用解析法确定谐波电流分量,并通过有限元法得到验证。此外,对比分析电机在谐波电流注入前后电磁转矩、绕组磁动势、气隙磁密、涡流损耗、径向力波等性能的变化。分析表明,注入谐波电流后电机绕组磁动势出现新的谐波分量(包括低次分量),并导致涡流损耗和最低次径向力波含量增加。分析结果揭示了多相永磁电机设计的重点,为该类电机的设计提供参考。     

多相电机中谐波电流与谐波磁势间的关系

为了分析定子绕组流过非正弦电流时,多相异步电机的运行性能,必须了解谐波电流与谐波磁势的关系。对异步电机中的非正弦的谐波电流进行了傅里叶分解,将其分解为基波电流和一系列的谐波电流,然后分别计算各次谐波电流的产生的不同的谐波磁势。通过对五相、十五相异步电机在非正弦供电情况下谐波电流与谐波磁势的定量关系的分析,归纳出谐波电流与谐波磁势的一般关系式,以及各次谐波磁势之间的比例关系。     

对称型多相电机断相容错运行下的电流谐波分析与补偿

多相电机驱动系统可靠性高、容错能力强、控制灵活。该文对断相容错运行下,多相电机中低频奇数次电流谐波的特性和补偿方法进行了研究。利用广义Clarke变换,可将电机定子电流变换到各个子空间当中。研究发现,断相容错时,各次谐波电流以正负序分量同时存在的形式分布在所有子空间当中。传统谐波补偿方法只在特定子空间下进行补偿,在断相容错工况下性能有较大恶化。该文提出一种改进电流谐波补偿方法,利用广义对称分量变换和正负序PI控制器实现各子空间内正负序谐波电流补偿,保证了断相容错时良好的补偿效果。在九相感应电机平台上对提出方法进行验证,实现了断相容错时对选定电流谐波的完全补偿,并降低了谐波带来的额外损耗和转矩脉动。     

多相电机的绕组设计

介绍多相电机绕组的特点及其对电机设计的影响。     

电动汽车用电机控制器过电流保护方法

系统地分析了电机控制器过电流故障产生的原因,建立了基于TM S320 LF2407A的电控平台,搭建了电流的检测、采样、硬件过流保护电路和软件过流保护策略,从而有效地解决了电机控制器过电流故障的保护问题,并且提出了减少过流故障的几点建议.     

用求基波参数的方法测量谐波电流和无功电流

利用正弦函数和余弦函数的正交性求出基波参数,进而可测量出谐波电流和无功电流;利用正弦和余弦的对称性可减少计算量;用递推运算可进一步减少计算量。文中对方法进行了仿真,仿真表明该方法具有很高的精度。     

多相电机非正弦供电下的定子缺相容错控制

多相电机通常采用集中绕组和非正弦供电方式,以改善磁场分布并提高电机的转矩密度。针对多相电机的上述特点,提出定子缺相时非正弦供电的容错运行策略。以9相异步电机为例,基于故障前后定子磁动势保持不变的原则,构建了剩余各相的电流方程组。分析了忽略7次谐波磁场、仅保持故障前后1、3、5次定子磁动势不变等容错策略,并通过引入定子铜耗最小的附加条件来求解正常相的电流。电流环采用比例谐振控制算法,实现了相坐标系下的无静差控制。通过实验对上述算法进行了验证,结果表明多相电机在非正弦供电情况下能获得较高的转矩密度和较平稳的运行性能。     

用于抑制多相异步电动机定子谐波电流的电抗滤波器

电压型逆变器驱动多相异步电动机运行时,虽然降低了转矩脉动和转子谐波损耗,却在定子绕组出现了明显的低次谐波电流.在总结现有的方法基础上,提出一种新型的电抗滤波方法.电抗器采用和多相交流电机定子类似的电磁结构,适当调整绕组的分布,使在多相电机中不产生旋转磁场的谐波电流在滤波电抗器中产生旋转磁场.这些谐波电流在多相异步电动机中仅遇到漏电抗,在滤波电抗器中却遇到高值的耦合电抗,因而有选择地对定子中的显著谐波电流进行滤波.以六相移30°的绕组结构为例,对包括滤波器的多相异步电动机建立了数学模型并进行了仿真分析,仿真结果验证了电抗器的有效性.     

链式STATCOM的新型电流控制策略

针对分相电流控制的链式静止同步补偿器(STATCOM)的参考电压会引入零序分量的特点,提出一种基于坐标变换的链式STATCOM的电流跟踪控制方法。该方法将三相系统的各组交流变量变换为两相静止坐标系下的交流变量,并采用比例谐振(PR)控制器跟踪参考电流。仿真与实验结果验证了所提方法的有效性。     

高功率因数无电解电容永磁电机变频系统逆变器电流控制策略

针对无电解电容永磁电机变频系统母线侧采用小容值薄膜电容,导致母线电压产生大幅度波动、系统的输入功率因数难以满足实际应用的问题,提出一种高功率因数的无电解电容永磁电机变频系统逆变器电流控制策略。分析系统输入电流导通角和相位偏移角对输入功率因数的影响,结合输入电流导通角对逆变器电流进行控制,并采用带相位补偿的比例谐振控制器对系统延时进行补偿,其输出作为电机q轴电流给定。利用电网电流的间接微分量前馈补偿到电机q轴电流给定上,以提升逆变器电流控制效果并减少输入电流中的谐波含量。在无电解电容永磁压缩机变频实验平台上进行实验验证,实验结果表明,采用该策略能够显著提高系统的输入功率因数并减少谐波电流。     

感应电机电流环非线性积分滑模控制策略

滑模控制器能有效提升感应电机电流环鲁棒性,然而传统滑模控制存在严重的抖振问题,虽然通过引入趋近律能有效降低系统抖振,但仍无法实现系统在有限时间内收敛.为此,该文提出一种感应电机非线性积分滑模电流控制器,在削弱系统抖振的同时,实现了定子电流误差在有限时间内收敛.首先,设计非线性积分滑模面,有效避免了传统积分滑模面中初始误...     

多相感应电机的非正弦供电技术

为充分利用多相电机的多控制自由度,分析了多相集中整距绕组感应电机非正弦供电的原理,对九相集中整距绕组感应电机分别在正弦和非正弦供电下的输出转矩和电机效率进行仿真分析.在保持2种供电模式下电机齿、轭部磁密幅值分别相等、定子铜耗相同的前提下,与正弦供电相比,重载下非正弦供电时电机输出转矩提高了约7%,电机效率也有所提高.构建了一套多相变频调速系统,在该系统下对上述理论进行实验验证,并同时与一台三相正弦绕组感应电机正弦供电作对比.实验结果表明,重载下多相集中整距绕组感应电机非正弦供电时可以提高输出转矩,改善电机效率,并分析了重载下多相集中整距绕组感应电机非正弦供电时电机效率和输出转矩提高的原因.     

电动汽车用感应电机最大转矩电流比策略研究

提供了一种电动汽车用感应电机最大转矩电流比控制策略,用以实现全转速范围内转矩电流最优控制。转矩电流正交分解和弱磁环同时工作,通过引入开关时间量判断条件获取直轴电流参考值,既保证了全转速范围内转矩电流比最优,又保证了弱磁区和非弱磁区的平滑切换。通过弱磁区最大滑差频率和控制器输出峰值电流限制交轴电流参考值上下限幅值,保证系统在深度弱磁区稳定可靠运行。该控制策略保证了感应电机全速度范围内的最优转矩电流控制,并且解决了弱磁区和非弱磁区频繁切换时输出电流畸变的问题,使蓄电池能量达到最高效利用,对电动汽车的发展具有深远意义。通过仿真和试验测试,验证该控制策略的有效性。     

感应电机用电流源变换器设计中的控制方法探索

文章介绍了供感应电机使用的电流源变换器的基本原理，阐述了不同工作模式下的换流方式和避免补偿电容引起谐振的方法，并给出了电机的电流电压波形。     

旋转电机轴电流测量技术的比较

电动机电磁上的不对称会感应出电压,并产生流经电机转轴、轴承、轴承座及电机基座的轴电流。IEEE多相感应电动机及发电机标准试验方法详述了轴电流,并提出了一种可以记录轴电压或轴电流的测量方法。本提出了另一种测量方法及其对大型感应电机中轴电流的判别。轴电流的测量方法得到了改进。这些方法包括分路电流法与Rogowski线圈测量法。只有这种Rogowski线圈测量法才为我们提供了一种精确的测量轴电流的方法而其它方法要么得出不精确的测量结果,要么会产生其它的有关电机完整性问题。章论述了Rogowski线圈法的机理与合理性以及配套试验数据。     

电动汽车电机控制器母线电容纹波电流研究

在电动汽车电机控制器中,由于电机负载电流的变化和功率器件高频开关的影响,在直流母线上会产生纹波电流,纹波电流通过直流母线电容,会导致母线电容发热,纹波电流过大会引起电容发热严重,直接影响电容使用寿命。本文通过对电机控制器建立Matlab/Simulink仿真模型,分析了母线电容上纹波电流波形特征,同时分析了纹波电流影响因素,最后介绍了母线电容关键电气参数,结合纹波电流影响因素,对母线电容选型匹配提供参考。     

多相交流电机的参数计算

从电感计算的一般化公式出发,对十二相四Y移15°绕组凸极同步电动机定子绕组的自感和互感进行了解析计算,为电机性能分析提供了重要参数。