基于卡尔曼滤波器的永磁同步电动机定子磁链观测研究

着重分析了卡尔曼滤波器的设计原理，并将该方法运用到永磁同步电动机直接转矩控制系统中。仿真结果证明该方法具有良好的观测效果，完全消除了常规电压积分磁链观测方法存在的直流偏移和累积误差等缺点。     

电励磁同步电动机磁链观测模型

在对电励磁同步电动机磁链的观测时,电流模型易受电动机参数变化的影响,并且为开环控制,观测不准确;传统电压模型存在直流偏置和积分误差,新电压模型解决了上述两个问题,但低速启动时,定子电阻压降影响较大.针对上述问题,结合电流模型与新电压模型各自的优点,通过仿真分析,得到了适合全程观测的综合磁链模型.使低速时的电流模型和高速时的新电压模型能平稳过渡,从而提高了整个运行范围内磁链观测的准确度.     

永磁同步电动机无传感器技术的研究

介绍了一种永磁同步电动机转子位置的检测方法.利用磁链、电流、电压各空间矢量间的特定关系,根据检测到的定子电压和电流,估算出定子电流所产生的磁链幅值和相角,以及定子合成磁链的相角,从而估算出永磁同步电动机的转子角.据此设计了一个无传感器永磁同步电动机调速系统.最后对该控制系统进行了仿真,仿真结果表明,该检测方法简单可行,检测模型运行于电机10%额定转速以上时有较高的精度.     

一种改进定子磁链观测的永磁同步电机控制系统

定子磁链大多采用反电动势积分而得,为了改善纯积分环节导致输出磁链的饱和与偏移,提出了一种新的定子磁链观测方法.根据定子磁链与反电动势之间的幅值和相位关系,可计算出定子磁链的幅值和相位.通过定子磁链计算得到转子磁链矢量,进一步可得到电机速度、位置以用于永磁同步电机矢量控制.该方法原理简单、计算量小,易于工程实现.仿真结果...     

基于定子磁链自适应观测的永磁同步电机直接转矩控制系统

为了克服系统的时变性及在系数矩阵中的参数确切值未知的情况下也能实现对永磁同步电动机定子磁链的准确观测,提出了基于模型参考自适应的永磁同步电动机定子磁链观测方法。将电机运行过程中变化最大的参数——定子电阻作为可变参数,以定子磁链为状态变量的电机状态方程作为参考模型,将定子磁链状态观测器作为可调模型,通过对定子电阻自适应律的推导得出定子磁链自适应观测器。通过自适应观测器与全维状态观测器对永磁同步电动机定子磁链观测效果的对比发现:自适应观测器对定子磁链观测的准确度更高、对定子电阻等电机参数变化的鲁棒性更强。     

永磁同步电动机自抗扰磁链观测器的研究

提出一种自抗扰磁链观测器,它对永磁同步电动机电感和永磁磁链的变化具有很好的鲁棒性.永磁同步电动机由电流调节逆变器来驱动,其中d-q轴电流是由两个前馈交叉耦合的比例积分控制器来解耦调节.电流调节器反映磁链偏差的积分项用来补偿由于电机工作温度变化等原因带来的电感和永磁磁链变化.实验结果表明了该观测器的有效性和优越性.     

一种基于磁链规划的永磁同步电动机控制方法

提出了一种基于磁链规划的电动坦克用永磁同步电动机矢量控制方法,充分利用逆变器容量的最大转矩控制算法以满足电动坦克的动力要求,并采用基于磁链的效率优化算法提高系统效率.最后仿真验证了该方法的实用性和有效性.     

双定子永磁同步电动机的结构设计

根据传统稀土永磁同步电动机的结构特点,设计出一种双定子结构永磁同步电动机,讨论了体积不变的条件下电机的输出转矩,探求利用该电机的结构特点抑制力矩波动的方法。对样机进行了实验测试,并得出相应结论。     

基于气隙磁链模型的大功率永磁同步电动机速度控制

大功率永磁同步电动机相比普通大功率电机,具有功率密度大、转矩脉动低等优良特性受到了高度重视。但是由于电流大气隙磁链极易发生畸变,因此保持气隙磁链的磁场恒定尤为重要。分析了永磁同步电动机气隙磁链形成的原理,建立了一种沿气隙磁链定向的永磁同步电动机数学模型,该模型实现了气隙磁链和电磁转矩的解耦。针对气隙磁链和电磁转矩分别设计了控制器。数值仿真表明,所设计的控制器在实现电机转速控制的同时,能够保持气隙磁链的恒定,有效地抑制了畸变,具有很好的工程应用前景。     

一种改进的永磁无刷同步电动机磁链观测器算法

改进的永磁同步电动机磁链观察器算法是在传统的低通滤波磁链观测器基础上,交换了低通滤波环节与补偿环节的顺序,并对定子磁链α轴和β轴设定不同的限幅值,提高了电机在宽速度运行范围内定子磁链观测的准确性,有效地解决了传统磁链观测器存在的直流漂移、测量干扰及电机在低速运行时磁链观测不准等问题.改进后的磁链观测器结构简单,对电机参数鲁棒性好,易于工程实现.仿真结果表明,该磁链观测器能在宽调速范围内精确地估算电机定子磁链.     

一种永磁同步电机定子磁链和电磁转矩观测器

在风力发电系统中,风力发电机需要根据主控系统的转矩指令进行精确的转矩控制。传统的控制方法直接根据转矩指令计算对应的电流指令,并进行电流闭环控制。然而,根据转矩指令计算电流指令时,由于电机参数的影响,导致转矩控制精度降低。因此,文中基于全阶滑模观测器,提出了一种永磁同步电机定子磁链和电磁转矩观测器。与传统的电压模型磁链观测器相比,所提磁链观测器克服了积分初始值和积分漂移的问题。与传统电流模型磁链观测器相比,所提磁链观测器克服了电机电感参数和永磁体磁链参数的影响。基于观测得到的定子磁链,可实现电磁转矩的精确观测。通过设计转矩闭环控制,大大提高了转矩控制精度。仿真和实验结果验证了该方法的有效性。     

永磁同步电机直接转矩控制中定子磁链的分析

针对交轴电感大于直轴电感(Lq＞Ld)的凸极永磁同步电机转矩表达式的特点,得出了为了保证电磁转矩和负载角变化趋势一致时必须保证定子磁链给定幅值限制在一定的范围内,以及在基速运行范围内如何来改变定子磁链给定幅值达到最大转矩/磁链(MPTF)运行的目的,从而达到提高系统运行的效率,仿真结果表明采用基于MPTF的直接转矩调速系统较传统的直接转矩调速系统效率大为提高.     

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。     

表贴式永磁同步电机磁链和转矩无差拍控制系统

建立了基于定子磁链坐标系的表贴式永磁同步电机(SPMSM)下一时刻的磁链和转矩计算简化模型,验证了可以采用简化模型来计算下一时刻的磁链和转矩,从而降低无差拍控制计算复杂程度,提高系统实时性能,并得到实现磁链和转矩无差拍控制的理想输出电压矢量。采用模型预测控制(MPC)选择最接近理想电压矢量的基本电压矢量作为输出电压矢量。仿真验证了所提SPMSM磁链和转矩无差拍控制系统的可行性。为了进一步提高系统实时性能,提出2种无需MPC的基本电压矢量简化选择方法。仿真结果表明所提出的电压矢量简化选择方法控制效果与传统MPC非常接近,但省却了MPC计算,减小了系统计算负担。     

永磁同步电机定转子合装工艺的研究及应用

针对永磁同步电机(PMSM)定转子合装时容易吸附在一起导致定子绕组和轴承擦伤等问题,分析了定转子相吸的具体原因,提出一种简单实用的定转子合装工艺方案,并通过现场试装验证了该方案的可行性。最后将PMSM定转子合装工艺进行了推广应用,不但解决了绕组、轴承擦伤等问题,提升电机装配质量,而且大幅度提升了电机装配效率。     

内置式永磁同步电机磁体涡流损耗研究

采用气隙磁位分布函数作为边界条件取代定子磁场,建立计及磁路饱和及齿槽效应影响的永磁同步电机磁体涡流损耗计算的二维有限元模型。对内置式钕铁硼永磁同步电机各次谐波磁场引起的永磁体涡流损耗进行分析计算。结果显示:磁路饱和对涡流损耗的影响很大,各次谐波中具有一阶齿谐波特征次数的谐波磁场是引起永磁体涡流损耗的主要因素。     

永磁同步电机最优直接转矩控制

永磁同步电机转矩中定子磁链幅值和转矩角均为可控变量,直接转矩控制的实现方法不唯一。根据永磁同步电机定子磁链和转矩角均可控的特点提出了一种最优直接转矩控制方法。该方法不要求保持定子磁链幅值恒定,直接以转矩为最终控制目标选择最优电压矢量实现对电机转矩的直接控制,省去了传统直接转矩控制方法中的磁链环。实验结果验证了理论分析的正确性和转矩控制方法的可行性。     

基于扩展磁链观测的永磁同步电机转矩闭环矢量控制

用于风力发电和电动汽车等特殊应用场合中的永磁同步电机(PMSM)驱动器通常需要直接跟踪主控系统下发的转矩指令,而实际系统中通常不安装扭矩仪等转矩检测部件,因此,电磁转矩的准确获取对高精度转矩闭环至关重要。文中提出了一种基于最小阶扩展磁链观测器的实时定子磁链观测方案,并在此基础上完成电磁转矩的观测计算。该定子磁链观测方案不仅可以避免传统方案造成的积分饱和、相位或幅值偏差等不利影响,而且该观测方案具有较强的参数鲁棒性,其转矩观测计算精度基本不受PMSM交、直轴电感以及转子磁链的影响。11kW的PMSM仿真与实验验证了该方案的可行性和有效性。