动态边端效应下直线感应电机最小损耗控制

针对当前直线电机应用中提升效率的需求和其效率优化策略中损耗模型准确性和复杂度难以取舍的问题, 对直线感应电机提出了一种考虑动态边端效应和漏感影响,同时复杂度适中的新型最小损耗策略。通过计算最优磁 链,重新平衡 ｄ－ｑ轴电流。文章首先基于改进的双三相直线感应电机数学模型推导出一种新型稳态损耗模型,并 由此模型设计出完整的最小损耗控制策略。对于 ３ｋＷ短初级六相直线感应电机,仿真验证此策略较传统策略,在 ０.２ｐ.ｕ.轻载、５ｍ／ｓ时减少约 ２５０Ｗ（４８％）损耗,同时推力波动显著减小。最后全面对比了各种工况下此处新策略 的损耗降低效果。     

开绕组直线游标永磁电机的矢量控制研究

直线游标永磁(linear vernier permanent-magnet, LVPM)电机具有高功率密度和高推力密度的优点,并且其制造成本和维护成本低,非常适用于城市轨道交通。但采用传统的单逆变器驱动LVPM电机时,直流侧母线电压的利用率偏低。本文通过分析LVPM电机的数学模型,研究了开绕组LVPM电机的空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation, SVPWM)策略,提出了一种目标矢量解耦控制策略,并搭建仿真平台进行了验证。仿真结果验证了上述方法的正确性。     

动态边端效应补偿的直线感应电机磁场定向控制

研究直线感应电动机动态边端效应特性可知,电机次级涡流是产生动态边端效应的主要原因.建立包含电机动态边端效应的同步坐标模型,实现直线感应电机间接磁场定向控制.为消除边端效应对推力和动态过程的影响,随着电机速度增加,对励磁电流分量进行动态补偿,获得了较快的动态响应速度,稳态精度高、超调量小.试验结果表明,进行励磁电流补偿的间接磁场定向控制能够实现高性能的直线感应电动机控制.     

永磁同步直线电机无模型电流控制

为改善永磁同步直线电机的动态响应性能,提高电机控制系统的鲁棒性,针对传统永磁同步直线电机PID控制方法中参数不确定性导致的控制不稳定问题,提出一种无模型电流控制方法.该文基于超局部模型设计永磁同步直线电机控制系统的无模型电流控制器,分别搭建PID控制和无模型电流控制系统,在此基础上进行稳态运行、负载突加减和电机参数摄动...     

永磁游标直线电机磁场解析计算

永磁游标直线电机(linear permanent magnet vernier motor,LPMVM)依靠磁场调制原理工作,其电枢开槽引起气隙磁导变化,为考虑齿槽效应的影响,将其气隙磁场等效为无槽气隙磁场与有槽时气隙相对磁导函数共同作用结果。用气隙磁导波法分析其基本工作机理,给出结构关系式。用分层模型法建立无槽LPMVM求解场域矢量磁位解析模型,推导出各区域磁场解析表达式。结合气隙相对磁导函数建立考虑齿槽效应时的LPMVM磁场解析模型,计算出考虑齿槽效应时气隙磁密分布曲线。解析解与有限元解结果表明:无槽时气隙磁密在切向分量和法向分量计算准确,考虑齿槽效应后基于气隙相对磁导函数的磁场解析模型适用于求解气隙磁密法向分量,且主要谐波磁场与永磁体极对数和电枢绕组极对数有关。     

基于DSP的直线感应电机矢量控制研究

首先介绍了考虑端部效应后直线感应电机的动态数学模型,接着推导了其在两相静止坐标系下的状态方程,并采用Matlab C-MEX S函数编写了直线感应电机的动态仿真模型.在此基础上讨论了基于DSP的直线感应电机的矢量控制方案,建立了在Matlab/Simulink环境下的仿真模型,并进行了详细的仿真分析.然后在直线电机牵引综合实验线上进行实验.实验和仿真结果表明采用矢量控制的直线感应电机变频调速系统具有较好的静、动态性能,是一种优越的控制策略.     

基于SVPWM的开绕组直线游标永磁电机直接推力控制研究

开绕组直线游标永磁（LVPM）电机具有直流电压利用率高和推力密度大等优点,并且其建设和维护成本低,适用于城市轨道交通的建设。但采用传统直接推力控制时,电机的推力和磁链脉动大,功率单元开关频率不稳定。针对以上问题,分析了LVPM电机的数学模型,研究了基于空间矢量脉宽调制（SVPWM）的直接推力控制策略,提出了一种目标矢量解耦控制策略,并搭建仿真平台。仿真的结果验证了所提出方法的正确性。     

初级永磁型游标直线电机绕组连接及其电磁特性比较

初级永磁型游标直线(LPPMV)电机具有低速、大推力输出特性,特别适用于直线直驱系统。设计合理的绕组连接方式可有效改善电机性能。首先根据电机的运行原理,针对一台6/2极LPPMV电机提出了4种不同的绕组连接方式;其次通过有限元法,比较了LPPMV电机在不同绕组连接方式下的特性,包括空载感应电动势、电感,并在相同铜耗条件下计算了绕组的总质量、电枢电流、推力、铁心磁通密度以及铁耗等,以此得到了不同绕组连接方式下电机的运行效率;最后折中选择了一种绕组连接方式,制造了样机,并通过实验验证了电机的性能。     

永磁同步直线电机最大效率控制研究

针对电动机驱动系统效率问题,对永磁同步直线电机驱动系统最大效率控制进行了分析和研究。从分析永磁直线电机的电机损耗模型入手,建立考虑逆变器损耗时的系统损耗模型。利用拉格朗日优化算法,推导出永磁同步直线电机在矢量控制下稳态运行时效率最高的控制条件。基于损耗模型设计效率模糊控制器,使系统具有更好的鲁棒性。通过Matlab/simulink实验仿真验证所建立的模型在稳态下有较高的准确度,同时保证输出功率不变,实现最大效率控制。     

栅格次级双边直线感应电机特性

分析了长初级双边型直线感应电机(DSLIM)无铁心栅格次级中感应涡流稳态特性,推导出直线感应电机栅格次级电阻、漏感计算公式,提出一种考虑次级端部导条电阻和纵向边端效应的栅格次级DSLIM等效电路,利用场路联合方法简化了栅格次级DSLIM有限元分析模型。计算并测试对比了栅格次级和平板次级在同一初级下的堵转特性,验证了等效电路和场路联合两种计算方法的正确性。结果表明,栅格次级能消除直线感应电机的第二类横向边端效应、规范气隙横向磁场、提高电机力功比。     

考虑边端效应的直线感应电机矢量控制研究

根据矢量控制原理,在考虑边端效应的情况下,构造转子磁场定向的直线电机数学模型,并用Simulink进行仿真实验;仿真结果表明此控制方法有效可行。     

基于增量模型的永磁同步直线电机鲁棒预测电流控制

为了解决永磁同步直线电机预测电流控制对电机参数的依赖,提出一种鲁棒增量式预测电流控制算法。通过建立永磁同步直线电机增量式预测模型来克服电机磁链变化的影响,并详细分析了增量预测模型对电机参数敏感性。为提高电流带宽,对增量式预测电流控制进行一拍延时补偿。针对电感不匹配引起的电流预测误差,提出一种新型滑模观测器来观测电压扰动值并将扰动前馈补偿,从而实现精准电流控制。实验结果表明所提方案可有效地提高系统鲁棒性,具有较好的效果。     

考虑动态边端效应的六相直线感应电机数学模型及矢量控制

针对直线电机动态边端效应导致参数时变、推力下降的问题,以短初级双边六相直线感应电机为研究对象,考虑动态边端效应,详细分析初级运动速度、次级漏感对感应涡流变化和等效激磁电感下降的影响规律。通过涡流损耗计算推导次级等效电阻表达式并利用广义Clack变换解耦,建立六相直线感应电机考虑动态边端效应的数学模型。基于该模型提出一种动态边端效应修正系数在线计算的矢量控制策略,该策略通过直接修正滑差频率和转矩电流,能够补偿动态边端效应造成的推力下降,提高系统的控制精度。通过搭建仿真模型和实验平台,验证了所述理论及所采用控制策略的正确性。     

基于MPC的永磁同步直线电机位置控制

文章提出了一种基于连续集模型预测控制的永磁同步直线电机位置控制的方法,以提高永磁同步直线电机位置控制的动态响应性能和稳态精度。传统的级联型三闭环位置控制系统使用PI控制器,虽具有应用简单、适用性强的优点,但是动态响应和稳态精度却受到制约。本文详细阐述了MPC的控制原理和设计方法,在Matlab/Simulink下搭建了相应模型进行仿真验证。仿真表明,模型预测控制具有良好的动态性能和稳态精度。     

基于自适应观测器的永磁同步直线电机模型预测控制系统设计

为了优化永磁同步直线电机的调速性能,解决永磁同步直线电机对速度传感器依赖程度高的问题,该文设计一种带模型参考自适应观测器的永磁同步直线电机预测电流控制系统(MPC-MRAS).利用去除交叉耦合电动势的定子电压方程设计模型预测电流控制器,取代传统电流控制器;自适应观测器的参考模型利用电机的实际模型进行设计,可调模型利用估...     

永磁直线同步电动机改进三矢量模型预测电流控制

为解决永磁直线同步电动机双矢量模型预测电流控制存在电流脉动和推力波动较大、速度超调量过大的问题,采用一种改进的三矢量模型预测电流控制方法。该策略在单个采样周期作用2个有效矢量和1个零矢量,通过代价函数直接选取第一、第二最优矢量,再使用零矢量调节幅值,实现了任意幅值快速矢量选取。同时速度环使用模糊PI控制来减小控制系统速度超调,进而提高系统的控制性能。仿真结果表明,所提出的控制方法切实可行,能够有效降低电流脉动和推力波动,减小了超调,提高了系统的稳态性能。     

环形和分布绕组永磁游标直线电机性能对比分析

针对分布绕组永磁游标直线电机端部重叠导致端部过长、质量过重、电机效率过低的问题,提出一种环形绕组永磁游标直线电机。首先,介绍了永磁游标直线电机的工作原理和基本结构;然后,基于有限元分析,将环形绕组永磁游标直线电机的平均推力、推重比、效率、功率因数等性能与分布绕组永磁游标直线电机进行比较;结果表明,相较于分布绕组,环形绕组永磁游标电机的绕组长度缩短了18.7%,端部漏抗降低了41.5%、推重比提高了19%,电机效率提高了4.2%,同时减少了电机铜耗与体积,更具有工程应用价值。     

永磁直线电机的无模型学习自适应控制

将单入单出非线性离散时间系统的非参数模型学习自适应控制方法应用在永磁直线电机的速度和位置控制中。设计是无模型的,是直接基于称为伪偏导数的向量,此伪偏导数是通过一种新型参数估计算法,根据系统的输入输出信息在线导出的。仿真实验证明了该方法对具有不确知动态的非线性系统的有效性和稳定性。     

基于解析法的永磁游标电机退磁分析

本文研究了三种不同退磁方式对永磁游标电机的电磁性能的影响,建立了永磁游标电机的退磁解析模型.该解析模型建立在精确保角映射的基础上,能准确地反映永磁游标电机的有槽气隙与无槽气隙之间的关系,从而准确计算磁场分布.针对永磁游标电机的退磁分析中存在的问题,提出了退磁电流与退磁永磁体之间的等效变换,在此基础上通过完全保角映射后得...