无铁氧体同步磁阻电机的最大转矩电流比控制

针对同步磁阻电机控制中因电感变化带来的系统稳定性及可靠性问题，提出一种基于离线电感参数更新的同步磁阻电机最大转矩电流比控制方法。首先设计了无铁氧体同步磁阻电机的最大转矩电流比控制方法，其次通过实验获得全工况下d、q电感参数生成离线电感参数表，并将其引入控制算法中，实现d、q轴电感的实时更新。实验结果表明，传统的最大转矩电流比算法引入实时更新的电感值后，能够快速响应由电流变化所引起的电感变化，及时调整系统控制参数，相较于传统的最大转矩电流比控制方法具有更快的动态响应能力和更小的稳态误差，提高了系统的稳定性和可靠性。     

基于参数辨识的内置式永磁同步电机最大转矩电流比电流预测控制

为了实现对内置式永磁同步电机的高效准确控制,解决电机运行过程中参数变化对控制性能的影响,提出了一种基于在线参数辨识的内置式永磁同步电机最大转矩电流比电流预测控制方法。根据内置式永磁同步电机的转矩特性对最大转矩电流比的d-q电流最优关系进行化简以便于工程计算;并针对电机参数变化对最大转矩电流比工作点偏移的影响进行了分析。同时,对MTPA算法影响较大的关键参数q轴定子电感,转子永磁体磁链进行基于参考模型的自适应辨识,以确保实时的最优d,q轴电流分配。在得到准确辨识的参数和最优电流指令的基础上进行电流的鲁棒预测控制,使实际电流更快地跟踪指令,提高系统的动态性能。实验结果表明q轴定子电感,转子永磁体磁链在线辨识的误差分别小于3%,3.5%,收敛时间小于20 ms;电机能有效跟踪最大转矩电流比工作点,电流响应时间小于30 ms,能够满足内置式永磁同步电机系统稳定可靠、高效快速等运行要求。     

永磁同步电机弱磁控制系统仿真研究

阐述了永磁同步电机电流矢量控制策略,在此基础上设计适合不同类型电机实现弱磁控制的算法,该算法能够保证电机在整个弱磁区域以最大的转矩电流比运行,同时还利用电流解耦补偿器改善控制性能。通过Simulink对系统进行稳态和瞬态仿真,分析了电机弱磁性能,仿真结果验证了该算法的正确性,且具有良好的动态调速性能。     

基于模糊滑模控制的毂电机转矩控制响应研究

轮毂电机电动汽车通过调节车轮转矩实现对汽车的稳定性控制。电机转矩控制方式主要有电流矢量控制和直接转矩控制,但控制过程中跟踪精度较低且转矩冲击大。为提升轮毂电机转矩跟踪精度、减小转矩冲击,基于模糊滑模控制方法对电流矢量控制进行改进,并通过MATLAB/Simulink进行建模与仿真,改进后的电流矢量控制方法得到了有效的验证。     

永磁同步电机运行性能研究

针对凸极永磁同步电机,对其数学模型和定子电流最小控制方法进行了介绍,推导了定子电流最小控制方法对应的电流相角条件、基本转速和最大转矩。利用电机数学模型和不同电流控制规律建立了永磁同步电机运行性能仿真模型,避免了传统双闭环模型中控制器参数对仿真结果的影响。在此基础上深入研究了电机永磁磁链、凸极率、电枢电阻三个参数对电机基本转速、输出转矩等运行性能的影响,据此指出了电机电磁设计时应遵循的一般规律。     

一种新型磁链滑模观测器的IPMSM无位置传感器最大转矩控制

针对传统内置式永磁电机最大转矩电流比控制中存在的磁路饱和、电感误差较大的问题,在分析传统磁链模型的基础上,设计了一种新型的磁链滑模观测器。通过对内置式永磁同步电动机在d-q坐标系上的电压方程进行变换,定义新型磁链模型,并依据新磁链矢量所在轴建立新的旋转直角坐标系。为了实现内置式永磁同步电机最大转矩电流比的控制,在新建的坐标系上借助相位角分析,完成了新定义磁链的控制方程和磁链滑模观测器设计。仿真与实验结果表明:所提出的方法可以获得精度较高的定子磁链观值,对电机电感的变化具有较强的鲁棒抑制能力,可以非常近似地估计最大转矩(MTC)。     

异步电机矢量控制磁场定向校正技术研究

矢量控制磁场定向的核心是实现励磁与转矩的独立解耦,其动态性能优异。但是异步电机参数在实际运行中易变化,导致磁场定向不准,进而引起转矩脉动和电机运行性能变差。分析了磁场定向不准引起的电机电压变化,及对转矩电流和励磁电流的影响,提出了基于q轴前馈电压的转子磁场定向校正策略,通过仿真和试验验证了校正策略具有良好的有效性和工程应用价值。     

内置式永磁同步电机驱动系统设计

基于内置式永磁同步电机(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, IPMSM)在两相旋转坐标系下的数学模型,结合电压电流约束条件,分析了最大转矩电流比(Maximum Torque Per Ampere, MTPA)控制策略和弱磁控制策略,确定了车用IPMSM的转矩控制方案。设计了以DSP为核心的硬件电路,开发了矢量控制软件,实现了模拟量采集、位置检测、参数管理和通信等功能,完成了IPMSM矢量控制运算。在电机实验台架上对驱动系统性能进行了测试,实验结果表明,该驱动系统能够对IPMSM进行有效地转矩控制,充分发挥电机的转矩输出能力,提高系统运行效率,满足电驱动车辆的使用要求。     

基于改进的重复控制永磁同步电机谐波电流抑制方法

严重的谐波电流会影响驱动电机系统的性能,如增加损耗、产生转矩波动,甚至导致控制不稳定等.针对此问题,提出了一种改进的重复控制方法.该方法通过利用傅里叶分析对指定次数的谐波电流进行提取、信号重构与角度补偿而产生d、q轴电压的补偿分量,叠加在原有d、q轴电压给定值上,共同作用于永磁同步电机,实现谐波电流抑制.为了验证该方法...     

自适应车用永磁同步电机在线参数辨识

车用永磁同步电机在运行过程中复杂的工况和恶劣的工作条件会影响电机的参数进而影响电机控制性能。本文采用自适应的参数辨识算法,对永磁同步电机参数进行在线辨识并反馈回电机控制系统,改进原有控制参数。该算法基于永磁同步电机的数学模型,根据转速电流反馈信号,借助Lyapunov稳定理论建立负载转矩和交直轴电感的辨识模型并推导其自适应律。基于MTPA算法的仿真和实验结果表明本文提出的参数辨识算法能够在较短时间内实现高效的参数辨识,且估计值与真实值的误差较小。     

永磁同步电机硬件在环仿真

建立永磁同步电机硬件在环仿真模型可以方便、高效开发控制算法。介绍了表贴式永磁同步电机的数学模型,然后在DSP通过软件编程实现。控制系统采用转速-电流双闭环控制,并利用电压空间矢量算法调制PWM信号,验证电机模型的有效性。结果表明,电机模型运行正常,电机的转速、转矩等参数符合控制设定。     

永磁同步电机转矩波动分析及其抑制

针对车用电驱动系统的高频噪声问题,研究了永磁同步电机矢量控制系统的转矩波动问题。其主要来源为位置检测产生的影响、电流检测产生的影响、逆变器中产生的误差、磁链谐波以及齿槽效应等电机本体的影响四方面。之后建立永磁同步电机矢量控制MATLAB/Simulink仿真模型,针对角度误差对比分析了转矩波动三维谱图,并与转矩波动分析相验证。最后,给出了两个角度误差引起的转矩波动的抑制方法并通过仿真验证。     

基于全速域混合控制的同步磁阻电机无传感器矢量控制系统

针织大圆机的特殊运动状态要求其驱动电机具有较大的启动和带载能力以及较高的稳态运行精度,同步磁阻电机是一种应用于针织大圆机的理想电机,但现有同步磁阻电机无传感器控制,存在转子位置估计误差大、速度切换不平滑等问题。对此,提出一种基于全速域混合控制的同步磁阻电机无传感器矢量控制系统,零速和低速时采用脉振高频电流注入法,通过在估计坐标系的d轴注入一个幅值恰当的高频电流信号,使用估计q轴的高频电压信号估计转子位置;中速和高速时采用模型参考自适应法,通过建立数学模型并对其进行稳定性分析来估计转子位置;为了实现零速和低速到中高速的速度切换,提出一种改进的过渡区域融合观测方案,采用正弦型饱和函数代替传统的线性切换函数进行位置融合。为了验证方案的有效性,搭建了平台进行测试。由结果表明,该方案启动过程带载能力强,切换过程平滑且稳定,稳态运行过程波动小,是一种较适合大圆机电机驱动的无传感器矢量控制方法。     

基于内模电流控制的交流感应电机矢量控制系统

从同步速d—q坐标系下异步感应电机动态模型和异步电机矢量解耦控制的基本原理出发,引入了内模控制方法,设计了基于转子磁链定向和内模控制的定子电流调节器。考虑到实际系统中异步感应电机磁场会随着电机负载（转矩）变化而呈不同程度的饱和而导致电机参数的非线性,分析了电流内模控制器对这种非线性参数的鲁棒性。在此基础上建立了整个异步感应电机矢量控制仿真系统,并分别对忽略磁路饱和和考虑磁路饱和两种情况下的系统进行了仿真和分析。仿真和分析结果表明,电流内模控制调节器在模型匹配和失配下均能提供良好的转矩动、静态解耦效果。     

一种凸极式永磁同步电机闭环MTPA控制策略研究

针对基速以下时采用最大转矩电流比控制的闭环矢量控制系统中,当给定转矩或负载转矩突变时,因电流调节器饱和而导致电机动态跟踪过程中实际工作状态脱离MTPA的问题,对凸极式永磁同步电机的MTPA控制、控制器饱和限幅等方面进行了研究。提出了一种d轴电流环优先响应的控制器限幅策略,以优化系统动态跟踪过程中的电流跟踪轨迹提升稳定性;在此基础上,提出了一种采用q轴反馈电流在线修正d轴给定电流的闭环MTPA控制策略;利用Matlab/Simulink搭建了系统仿真模型,并利用基于TMS320F28335的电机控制系统对闭环MTPA控制策略进行了实验研究。研究结果表明:该控制策略在转矩突变时,d轴给定电流可以实时修正,并迅速跟踪,维持电机在动态跟踪过程中实际电流矢量在MTPA附近。     

六相串联三相双 PMSM 驱动系统低速区转子位置角高精度解耦观测研究

静止坐标系下通过控制不同平面的电压矢量可以实现六相串联三相PMSM系统中两台电机的独立解耦控制。基于此，在静止坐标系下六相平面和三相平面同时注入旋转高频电压，通过解调对应平面高频电流的负序分量，解耦获得两台电机的转子位置角初步观测值。为了补偿定子电阻、转速和滤波器对观测带来的误差，利用高频电流正序分量中误差角信息与转速前馈相结合的补偿方法，对转子位置角观测值进行补偿。实验结果表明，六相和三相电机稳态转子位置角观测误差绝对值的平均值为0.146和0.106 rad,动态下最大误差为0.2 rad;基于观测的转子位置角构建的无位置传感器直接转矩控制系统低速各种运行工况性能优越。     

电动汽车用异步电机矢量控制系统仿真及代数环问题分析

依据异步电机矢量控制原理,在MATLAB/Simulink软件环境下对整个矢量控制系统各个单元建立相应的仿真子模块,在验证各个子模块的正确性后进行整个仿真系统的搭建。调试过程中发现仿真系统中较为普遍存在的代数环问题,着重分析了消除代数环的几种实用方法。同时在对仿真中的关键性问题研究分析后,得出的仿真结果表明,采用该控制系统电流、转矩波动小,转速响应迅速,系统的各项指标基本满足电机运行机械特性要求,对实际电机控制系统的设计与参数调试具有一定的参考价值。     

基于矢量控制变频器的储柜底带出料均匀性的实现方法

为控制储柜底带出料均匀性,利用矢量控制型变频器在0赫兹运行时仍然释放激磁电流和转矩电流合成的矢量电流并产生电磁转矩的原理,为此,重新设计了储柜底带变频器的PLC控制程序和电机冷却系统。结果表明在储柜底带暂停出料期间底带电机变频器在0赫兹运行时释放的矢量电流产生的电磁转矩抵消了底带后退时的作用力,防止或减少底带反转后退,实现了底带出料的均匀性。因此矢量控制型变频器可以工作在0赫兹并能对底带电机进行良好驱动控制。     

矩阵变换器-异步电机矢量控制系统仿真研究

研究了将矩阵变换器的空间矢量脉宽调制与异步电机转子磁场定向矢量控制相结合的组合控制策略,并采用MATLAB对矩阵变换器的输入电压波形、输入电流波形、电机空载启动转矩波形、电机空载启动转速波形以及在电机突加负载时的转矩波形等进行仿真。仿真结果表明了采用组合控制策略的矩阵变换器-异步电机矢量控制系统具备良好的调速性能,并且较交-直-交电压型PWM变频调速系统而言具有更多的优势。     

一种基于功率观测的永磁同步电机高效V/f控制

针对永磁同步电机普通V/f控制中抗扰动性差、易失步、控制性能差等问题,对面贴式和内嵌式永磁同步电机的稳态转速波动抑制和高性能的单位电流最大转矩控制进行了研究,对电机稳态运行时的有功功率和转速波动之间的关系以及无功功率和电机单位电流最大转矩控制之间的关系进行了分析,提出了基于有功和无功观测的转速阻尼环补偿和单位电流最大转矩的高效控制方法。利用Matlab/Simulink仿真系统对提出的控制方法进行了仿真分析并对提出的方法进行了测试,同时在CYPRESS公司的PSoC5CY8C5868单片机构成的驱动系统以及350 w的永磁同步电机组成的实验平台上进行了试验。研究结果表明,该方法能够使永磁同步电机的V/f控制在稳态运过程中更加稳定、抗扰动性更强,采用单位电流最大转矩的控制方法有效的降低了电机电流,达到了高效控制的目的。