高速动车组永磁同步电机牵引控制仿真研究

为研究永磁同步电机的电流运行轨迹,分析不同工况下动车组永磁同步电机的弱磁工作方式,首先分析了永磁同步电机的最大运行能力,规划电流轨迹;其次,在动车组变工况时,根据永磁同步电机交、直轴电流相平面关系,按最大转矩电流比控制解析式方程,确定最小稳定工作点,从而提高电机的运行效率,实现平滑过渡;最后,利用Simulink软件对永磁同步电机矢量控制系统进行仿真验证。     

城轨车辆永磁同步电机牵引系统研究现状与发展前景

为促进我国城轨车辆用永磁同步电机牵引系统的理论研究与应用,结合国内、外研究现状,对城轨车辆用永磁同步电机的应用和设计特点,以及系统的控制技术和效率优化方法等进行了综述.通过分析,总结了城轨车辆用永磁同步电机的技术特点和发展趋势,并对其应用前景进行了展望.     

城轨车辆永磁同步电机牵引系统研究现状与发展前景

为促进我国城轨车辆用永磁同步电机牵引系统的理论研究与应用,结合国内、外研究现状,对城轨车辆用永磁同步电机的应用和设计特点,以及系统的控制技术和效率优化方法等进行了综述。通过分析,总结了城轨车辆用永磁同步电机的技术特点和发展趋势,并对其应用前景进行了展望。     

永磁同步牵引电机高速运行时再生制动研究

列车为防止在中性区趴窝,一般以较高速度驶入中性区。为确保辅助系统在中性区不断电,牵引电机需在高速区快速由牵引工况转换为再生制动工况。这里分析了永磁同步牵引电机高速区弱磁控制原理,给出了基于负直轴电流补偿弱磁控制框图,研究了列车进出中性区时永磁同步牵引电机交直轴电流工作区域。基于负直轴电流补偿弱磁控制策略研究了同步旋转d,q坐标系前馈/反馈解耦比例积分(PI)电流调节器和d,q坐标系复矢量电流调节器的控制器在高速弱磁区的再生制动性能。理论分析和仿真结果验证了d,q坐标系复矢量电流调节器在高速弱磁区具有更优异的控制性能。     

高速列车永磁同步牵引系统研究与应用

介绍了高速列车、轻轨、地铁等轨道交通领域永磁同步牵引系统技术在国内外的研究和产业应用现状,分析说明了永磁同步牵引系统的技术优势、风险分析及预防措施。以CRH5型车为原型,详细说明了永磁同步牵引系统样机设计过程的设计思路、关键技术和分析仿真试验。地面联调试验和装车考核结果表明,牵引控制单元、辅助控制单元、控制算法等系统核心技术安全可靠,系统效率提升3%以上。     

永磁同步发电机弱磁控制策略的研究

本文在转子磁链定向矢量控制的研究基础上,提出了一种基于直轴电压外环PI调节器的弱磁控制策略来解决永磁同步发电机PMSG(Permanent Magnet Synchronous Generator)在高速运行、负载增加时,交轴电枢反应增大使得发电机输出端线电压幅值超出直流母线电压这一问题,并引入电流前馈调节环节,削弱系统扰动对控制性能的影响。最后,对本文所提的控制算法进行仿真及实验验证,证明了所有控制策略的有效性。     

内置式永磁同步电机牵引系统宽调速非线性控制器

针对内置式永磁同步电机(IPMSM)牵引系统机械参数时变、恒转矩区需高转矩输出、恒功率区需宽调速问题,运用非线性自适应控制理论,设计了一种电流滞环控制非线性自适应反步控制器。该非线性控制器在恒转矩区采用最大转矩比电流控制,提高转矩输出能力;在恒功率区采用弱磁控制策略,扩大调速范围;同时对电机参数摄动有较强的抑制能力,表现出较好的鲁棒性。仿真结果证明了IPMSM牵引系统非线性控制器的正确性和有效性。     

宽转速范围永磁同步发电机电流矢量控制

为了实现永磁同步发电机(PMSG)在宽转速范围内和变负载条件下的高性能稳压控制,提出一种基于PWM整流器的PMSG电流矢量控制策略。PMSG输出的不稳定交流电经过PWM整流器变换成稳定的直流电,这样的直流发电系统具有高功率密度、高效率和能量、可双向流动等优点。所述的电流矢量控制策略,具体是在PMSG低速时采用最大转矩/电流比(MTPA)控制,中高速时通过一个电压外环实时补偿d轴弱磁电流,使得PMSG系统能够根据转速和负载变化及时地分配和控制d、q轴电流。仿真和实验结果验证了该控制策略的正确性和有效性,实现系统在宽转速范围的高性能稳压输出。     

内置式永磁同步电动机弱磁控制实验研究

以内置式永磁同步电动机为研究对象,提出一种具有快速动态响应的前馈弱磁控制策略.根据电机运行时的转矩和定子磁链给定值,通过实时查表得出电机的交、直轴电流参考值;同时为了解决电动机高速运行时参数漂移问题,在前馈控制基础上叠加了基于输出电压的闭环控制策略,有效地提高了系统的鲁棒性.实验结果证明电动机在全速范围弱磁控制策略的有效性.     

针对直流母线电压跌落的永磁同步电机弱磁控制策略

针对车用永磁同步电机(PMSM)运行过程中直流母线电压跌落造成电机基速发生变化的问题,提出了一种根据直流母线电压实时调整PMSM直轴电流的弱磁控制方法。当电机母线电压低于给定转速所需要的母线电压,且电压极限椭圆与电流极限圆有交点时,通过判断电流调节器输出的电压综合矢量与实时直流母线电压,来调整电机直轴电流,从而维持恒定转速。根据所提控制方法搭建了基于MATLAB/Simulink的仿真模型,仿真结果验证了所提控制方法能够解决直流母线电压跌落带来的转速突变的问题。最后,在仿真的基础上搭建了试验平台,通过试验验证了该弱磁控制算法的有效性。     

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。     

空心轴永磁直驱同步牵引电机组装工艺

分析了永磁直驱同步牵引电机组装工艺,提出了最佳的组装方案。     

电动汽车用IPMSM系统弱磁控制研究

对电动汽车用内置式永磁同步电机(IPMSM)系统的弱磁调速控制策略进行详细分析,基于弱磁控制方法角度的不同,对弱磁控制方法进行分类并对方法进行阐述,分析控制算法的应用特点,并对高性能弱磁控制策略进行分析论证。     

轨道车辆用永磁同步电机系统弱磁控制策略

内置式永磁同步电机可利用其磁阻效应来提高电机效率和改善调速特性,适宜用作轨道车辆的牵引电机。研究了轨道车辆用内置式永磁同步电机的弱磁控制,提出了利用电压极限椭圆的梯度下降法进行弱磁和电流参考值修正的新方法。该方法主要分为弱磁区域的确定和电流参考值的修正。弱磁区域由恒转矩曲线方向和电压极限椭圆递减方向之间的夹角大小来确定,电压极限椭圆递减方向信息通过梯度下降法计算得到。电流参考值的大小根据不同弱磁区域内弱磁方向和电压差值的幅度大小来确定。采用Matlab软件建立了系统仿真模型,针对100kW的轨道车辆用永磁同步电动机开发了基于TMS320LF2407A DSP的弱磁控制系统实验平台。仿真和实验结果证明了该策略的有效性。     

新型永磁同步电动机矢量控制策略研究

Halbach电机独特的永磁体结构使其磁极磁场呈正弦分布,在增加气隙磁通密度的同时又可以削弱转子轭部磁通密度,有利于提高电动机的功率密度和效率,减小电机体积.针对Halbach电动机结构的特点指出基于直轴电流为零矢量控制为最有效控制方式.实验证明可有效地对Halbach电机进行控制.     

变速永磁同步发电系统功率分析

针对内燃机车永磁同步发电系统电机运行效率和功率因数较低的问题,应用最大转矩电流比(MTPA)控制策略来控制牵引变流器,并分析电压极限椭圆限制下的MTPA控制,与单位功率因数控制和id=0控制策略下的功角、功率因数和效率进行对比。仿真对比分析表明:id=0控制调速范围较窄,单位功率因数控制高转速下运行不稳定,MTPA控制可以在全速范围内稳定运行,并且提高了永磁同步发电机的功率因数和效率,增加了系统的稳定性。     

基于多模式SVPWM算法的永磁同步牵引电机弱磁控制策略

弱磁控制技术可以降低逆变器的容量、拓宽调速范围,对提高轨道交通永磁同步牵引系统的性能有着重要而现实的意义。性能优异的调制方式更能保证弱磁系统输出良好的控制性能,而大功率传动系统开关器件的开关频率较低,使得传统的空间电压矢量异步调制方法已不能满足控制策略需要,本文在分析空间电压矢量多模式调制算法原理以及永磁同步电机弱磁原理的基础上,提出了新型的基于多模式空间电压矢量调制算法的永磁同步牵引电机弱磁控制策略,保证永磁同步牵引电机弱磁控制系统能充分利用开关频率,且在异步调制和分段同步调制段都具有良好的输出特性,仿真和试验验证了本方案的可行性和有效性。     

内置式永磁同步电机弱磁调速控制

在对内置式永磁同步电机数学模型深入研究基础上,提出了一种最优弱磁路径控制策略,该控制策略是基于由直轴电流Id和交轴电流Iq所构成的状态空间,以最大电流曲线、最大磁链曲线和最小磁链转矩比曲线为边界而提出的一种最优弱磁路径。该控制策略以实现在电机任何转速下输出力矩范围最大化和电机电枢电流最小化为目标,指出了电机在各种转速下的力矩控制方法,充分挖掘电机的自身潜能,有效保证高速高精型数控机床的加工运行。仿真和实验研究表明,该控制策略可以大大提高电机的调速范围,同时保证转矩有良好的可控性。