内置式永磁同步电动机电感参数计算分析

内置式永磁同步电动机电感参数用传统计算方法难以准确计算。应用一种更精确的电感参数计算模型,采用保存与运行点相对应的磁导率的方法,利用Ansoft软件对内置式永磁同步电动机进行二维有限元计算,得到了相应的d,q轴自感及其交叉耦合电感参数。     

内置式永磁同步电动机经验设计

提出了内置式永磁同步电动机的经验设计方法.应用经验设计方法,可以比较简单的计算内置式永磁同步电动机主要设计参数的预估值.用预估值代入性能校核程序,根据计算结果适当调整有关参数.样机验证了提出的经验设计方法的可行性.     

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.     

永磁同步电动机非线性参数模型

为了得到永磁同步电动机参数非线性特性,设计了永磁同步电动机的负载实验,得到不同负载条件下电机的输入输出特性,再结合控制模型采用预报误差的参数估计算法,对电机的主要参数进行了估计计算,得到参数神经网络模型的训练样本,经学习得到四个参数的非线性神经网络模型,经过仿真验证,得到的参数模型能准确体现电机参数的非线性特性,该模型可用于永磁同步电动机控制系统的参数在线辨识。     

内置式永磁同步电动机的等效电路

内置式永磁同步电动机的结构，决定其交轴同步电抗大于直轴同步电抗，稳态铁耗较大；铁耗既与电机端电压有关，又与定子电流有关。本文提出的等效电路引进了通过试验易于确定的新参数，使等效电路可以比较准确地描述电机的凸极效应及稳态铁耗的电压分量和电流分量。样机的测试数据验证了分析计算的正确性。     

电动汽车用内置式永磁同步电动机的优化

采用有限元分析的方法,对电动汽车用内置式永磁同步电机的隔磁槽拓扑结构进行了优化,改善了漏磁现象,提高了气隙磁密;通过转子斜极的方法降低了空载反电势的谐波分量,提高了波形的正弦度;在此基础上基于遗传算法以额定转矩和永磁体体积最小为目标进行全局优化,节约了永磁体的用量,降低了电机的生产成本。优化过程对提高电动汽车用内置式永磁同步电机性能具有参考作用。     

一种内置式永磁同步电动机的非线性转矩控制方法

提出并仿真验证了一种内置式永磁同步电动机的简化的非线性控制方法。该方法根据速度和直流电源的电压来调整电流命令,同时充分利用了内置式永磁同步电动机的转矩,实现了MTPA最大转矩/电流和弱磁两种控制模式。对于电机转矩和电流命令间的非线性关系,采用了泰勒级数展开的方法实现了线性化。该方法不需要查表,计算量也很小,通过在20 kW电机模型中仿真,验证了算法的稳态和动态性能。     

内置式一字型永磁同步电动机磁极结构优化设计

本文在12槽10极传统内置式一字型永磁同步电动机基础上,提出一种不等厚梭型偏心永磁体磁极形状.首先以空载气隙磁通密度正弦度及齿槽转矩为优化目标,给出不等厚梭型偏心磁极结构气隙磁通密度解析模型;然后结合内置式永磁同步电动机等效磁路法模型进行推导,编写Matlab程序进行求解计算,利用有限元分析软件进行仿真.计算与仿真结果表明,不等厚梭型偏心磁极结构能有效提高电动机空载气隙磁通密度波形正弦度,同时削弱齿槽转矩.     

内置式永磁同步电动机驱动电流分析

针对电动车用正非理想弦波的内置式永磁同步电动机的驱动方式，提出了两种采用廉价位置传感器的电子换向技术，并对各种激磁方式下电动机的输出性能进行比较，从而可以针对不同应用场合选择合适的驱动电流波形。     

永磁同步电动机定子磁链观测方法研究

定子磁链的准确观测是直接转矩控制系统的重要环节之一.定子磁链的观测,一方面影响着空间电压矢量的选择,即可能由于观测误差无法准确判定磁链所在的扇区;另一方面它可能造成控制策略失误,影响转矩的观测结果,所以定子磁链的准确观测和有效控制,对于提高直接转矩控制系统的性能有着重要的意义.将磁链反电势积分法和电流模型观测方法联合起来,构成一适用于全速范围内的闭环磁链观测器,从而有效确保了定子磁链的准确观测.     

考虑电流谐波的车用IPMSM振动仿真模型研究

为研究电流谐波对永磁同步电机振动的影响,搭建仿真平台,以一台48槽8极内置式永磁同步电机(IPMSM)为研究对象,分析了两种考虑电机电流谐波的振动仿真模型的异同。理论分析了引入电流谐波的永磁同步电机振动源,建立基于MATLAB-ANSYS的联合仿真模型和实测电流-ANSYS多物理场模型,并通过有限元法计算两种仿真模型的电磁激振力和振动加速度频谱,用振动实验验证了两种模型的有效性。     

转矩观测和惯量辨识的车用IPMSM非线性控制

针对电动汽车内置式永磁同步电机(IPMSM)牵引系统状态反馈精确线性化控制易受负载和转动惯量等机械参数变化而控制性能恶化问题,运用全阶状态观测和自适应辨识方法对负载变化和转矩惯量时变进行在线辨识,将在线观测和实时辨识的结果运用到IPMSM状态反馈精确线性化模型当中,提高系统的鲁棒性.仿真实验结果表明转矩观测和惯量辨识的...     

电动汽车空调无位置传感器的内置式永磁同步电机控制研究

针对内置式永磁同步电机(IPMSM)无位置传感器的转子位置和速度估计的难点,提出了一种基于改进定子磁链观测器的转子位置、速度的估计方法。该方法结构简单,涉及电机参数少。通过引入有效磁链概念对IPMSM的电压方程进行等效变换,对两相静止坐标系下的反电动势进行积分。为了抑制反电动势的积分环节带来的积分饱和和直流漂移问题,设计了截止频率可以自动调节的低通滤波器来代替积分器。对于在低速时低通滤波器所带来的磁链幅值衰减和相位超前问题,利用饱和反馈对观测误差进行补偿。最后通过锁相环进行位置的估计。搭建了MATLAB/Simulink仿真平台。仿真表明:该方法能够实现对IPMSM全速度范围内的转子位置的高精度估计。     

基于旋转坐标系IPMSM的容错控制策略研究

针对内置式永磁同步电机(IPMSM),当以旋转变压器为位置传感器发生严重故障时,提出了一种故障诊断及容错的方案。采用了基于旋转坐标系的改进滑模观测器算法和TypeⅡ型跟踪环路转子位置和角速度提取算法,用于IPMSNM的转子位置和角速度的估算。利用估算数据分析并检测位置传感器是否出现故障,并采用加权算法实现故障情况下系统的平滑切换。通过搭建MATLAB/Simulink仿真模型对设计的方案进行验证,输出的结果显示了此方案具有较好的容错控制效果,说明了提出的这个方案可行性和有效性。     

处于混沌状态的IPMSM位置控制方法研究

基于d-q坐标系下考虑扭转弹性转矩时内置式永磁同步电机(IPMSM)的系统模型对其处于混沌状态时的位置(转角)控制方法进行了研究。首先给出了d-q坐标系下考虑扭转弹性转矩时IPMSM的系统模型及其处于某一混沌状态时的Lyapunov指数、状态变量时序图和状态空间相图。然后采用基于PI的交流电机矢量控制方法对处于混沌状态的IPMSM设计了位置控制系统,其中电流环采用了最大转矩电流比(MTPA)控制策略。接下来,在位置环引入了一种基于趋近率的滑模鲁棒控制,并在电流环采用了将d轴电流的给定设置为某一适当负值的控制策略。最后,通过仿真实验对以上两种控制方案进行了验证和对比。结果表明两种控制方案均能实现有效的控制,其中第二种控制方案收敛速度更快,对位置给定的阶跃变化响应更快,对负载的阶跃变化鲁棒性更强。     

内置式永磁同步电机效率优化控制策略

以效率优化作为内置式永磁同步电机(IPMSM)驱动系统控制目标,研究了IPMSM的最大转矩电流比控制(MTPA)系统,并分析了MTPA控制的不足。在传统效率优化控制算法基础上充分考虑分析铜耗、铁耗和杂散损耗影响,并考虑参数变化的二次补偿,提出新的损耗最小化控制策略,并对其实际应用进行了工程化简,兼顾了效率优化精度和工程实现性。采用MATLAB软件建立了系统仿真模型,分析对比了以上两种控制策略效率优化效果,仿真结果证明了该策略的有效性。     

基于电感辨识的内置式永磁同步电机电流模型预测控制

为了开发内置式永磁同步电机的电流模型预测控制算法,针对被控对象模型的非线性特点在控制器的设计过程中通过扩张转速相关状态的方式获得线性的预测模型,将d-q坐标系下的定子电压和电流的二次不等式形式的约束用一系列的线性不等式来近似以简化预测算法的复杂性,由此把该模型预测控制问题转化为线性约束系统的多参数二次规划问题,通过离线求解获得全部最优控制状态反馈规律,解决了传统模型预测控制算法在线计算量大的问题.同时考虑到参数的时变特性,采用带遗忘因子的递推最小二乘法对交直轴电感参数进行在线辨识,将辨识结果用于扩张状态的参数和目标控制电压的计算中,提高了该电流控制器的鲁棒性.     

基于线性磁链的IPMSM位置检测技术

针对内嵌式永磁同步电机(IPMSM)很难在静止坐标系下利用磁链预估转子位置的问题,在基于线性磁链的IPMSM数学模型的基础上,用电流观测误差构建滑模平面,提出了一种用滑模观测器来预估转子位置和速度的方法。该方法解决了外加低通滤波器引起的预估磁链的相位滞后,提高了位置和速度估算的鲁棒性。建立场路耦合模式下的IPMSM全数字无位置传感矢量控制仿真系统,精确地反映永磁同步电机与控制系统的相互耦合特性,并搭建和仿真系统一致的实验平台。实验结果与仿真结果表明该设计方法的正确性和可实现性。     

一种新型IPMSM无位置传感器矢量控制系统研究

针对内插式永磁同步电动机(IPMSM)的凸极性,推导出其在两相静止坐标系下基于扩展反电动势(EEMF)的数学模型,在此基础上构造一种新型滑模观测器(SMO)用于实现无位置传感器矢量控制.该观测器引入估算扩展反电动势反馈,分析了反馈系数对观测器稳定性及扩展反电动势估计准确性的影响,提出一种反馈增益系数的自适应算法,拓展了滑模观测器在低速段的观测范围.为了削弱系统抖振的影响、提高观测值的精度,采用一种可变边界层厚度的饱和函数替代传统观测器中的符号函数,并基于锁相环(PLL)方法提取转子位置和速度信息.搭建基于新型滑模观测器的IPMSM无位置传感器矢量控制平台,实验验证了该观测器在低速段估算转子位置和速度的有效性.该控制方法具有调速范围宽、鲁棒性强等特点且算法简单、易于实现.     

开关磁阻电机的非线性建模转矩估计研究

开关磁阻电机(SRM)的双凸极结构使其电磁特性呈高度非线性,本文在对SRM磁化特性曲线(θ,i)分析的基础上,采用了一种倒数函数来建立SRM模型的方法.在获得SRM特殊转子位置处的磁链数据点的基础上,利用傅里叶级数分解和倒数函数来拟合SRM磁链特性,进而推导出电磁转矩模型.本文借助Matlab软件,搭建了开关磁阻电机直接瞬时转矩控制(DITC)的非线性建模转矩估计系统模型,并进行了仿真,仿真结果表明该模型能很好反映实际的电磁转矩,验证了所建模型的准确性和有效性.