一种改进的永磁同步电动机参数在线辨识方法

本文提出了一种永磁同步电动机参数在线辨识的新方法。通过对永磁同步电动机在d-q坐标系下,标准最小二乘法形式的参数辨识模型的推导,利用带遗忘因子最小二乘法(FFRLS)对电动机定子电阻值和交直轴电感值进行在线辨识,借助以上辨识结果,采用模型参考自适应方法(MRAS)再辨识出电动机的永磁磁链。同时应用基于Popov超稳定性理论设计的PI自适应律,实现各种工况下电动机的永磁磁链在线辨识。以一台0.75kW永磁同步电动机为例进行了仿真与实验研究,仿真结果显示,该方法具有计算量较小、准确度较高且具有较佳的动态跟踪辨识特性。     

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.     

横向磁场永磁同步电动机d-q轴模型研究

横向磁场永磁同步电动机(TFPMSM)由于磁路结构与传统径向永磁同步电动机不同,使得其d-q轴电感的求解与传统径向永磁同步电动机不同,难以直接套用传统径向永磁同步电动机的公式.结合传统径向永磁同步电动机的坐标变换矩阵和方程,给出了相应的横向磁场永磁同步电动机的坐标变换矩阵和功率求解方程.根据横向磁场永磁同步电动机各相之间没有磁路耦合的特点,分析了其相绕组自感系数的变化规律.结合该种电动机的相绕组电压和磁链平衡方程式,分析了只考虑基波的情况下电动机的d-q轴电感的求解方法.模型分析将横向磁场永磁同步电动机的数学模型与传统径向永磁同步电动机的模型进行了统一,简化了横向磁场永磁同步电动机的分析.     

考虑磁路交叉饱和的内置式永磁同步电动机调速控制

内置式永磁同步电动机由于在结构上气隙小,交直轴电感参数差异大,因此其控制性能受参数影响敏感.由于内置式永磁同步电动机的这个特点,它在其整个控制区域,即恒转矩区域和弱磁运行区域,都必须要考虑磁路交叉饱和对电机参数的影响.文章建立了考虑交叉饱和的永磁同步电动机暂态有限元模型,通过有限元模型和修正的电感计算方法对考虑交叉饱和情况下的电机d轴和q轴电感进行了分析计算.并利用有限元模型对电机最佳电流控制角、输出转矩及弱磁控制性能等进行分析.最后用求得的电感参数用于控制并与直接采用有限元方法的分析结果进行比较验证,实验结果表明两者完全吻合.     

高速永磁同步电动机无速度传感器矢量控制

研究了一种以定子电流为状态变量的高速永磁同步电动机无速度传感器模型.该速度传感器将参考模型q轴电流与可调模型q轴电流之差作为误差信号送入PI调节器调节后得到估计转速.为了确保特殊结构的高速永磁同步电机参数计算的准确性,建立了其场路耦合模型,并利用该模型计算了电机的交、直轴电感、转子磁链等参数.在此基础上进行了无速度传感器矢量控制仿真,仿真结果结果表明所提出的控制方案能准确检测高速永磁同步电动机的转子位置和转子速度,电机高速运行时具有良好的动态和稳态运行性能.     

一种永磁同步电动机参数的自适应经线辨识方法

为了实现永磁同步电动机参数的在线实时估算,提出了玫种在同一种模型中对电阻、电感和永磁磁链进行辨识的自适应辨识方法.该方法在同步旋转的d-p坐标系下,利用d轴和q轴的电压、电流及其偏差,借助Popov超稳定理论建立参数的收敛性.仿真和实验结果证明了该方法的有效性.     

考虑磁场饱和效应的凸极同步电动机建模

针对常规线性磁场模型难以准确描述凸极同步电动机的稳态和动态特性,磁场饱和效应严重影响高性能电动机驱动系统的控制精确度,对凸极同步电动机磁场饱和模型进行了研究.阐述了电动机d-q轴交叉饱和的机理,采用稳态饱和电感,动态饱和电感以及交叉饱和电感来表述磁场非线性的特征,建立了凸极同步电动机非线性磁场饱和模型,同时给出了其状态空间方程.采用矢量控制策略对凸极同步电动机的磁场饱和模型进行仿真分析,结果表明电动机的励磁电流能根据磁场饱和程度做出准确的响应建立电动机的磁场,d-q轴电流和负载功角的变化规律完全符合磁场饱和运行工况,验证了模型的有效性.     

非均匀气隙对永磁同步电动机弱磁能力的影响

本文主要研究转子表面结构对内置式永磁同步电动机弱磁性能的影响。通过改变永磁同步电动机相邻两极之间的转子表面结构,确定不同的模型方案,利用有限元软件MAXWELL进行样机模型的建立与有限元仿真。结果表明,对转子结构进行优化可以改变永磁电动机的计算极弧系数和电感参数,提升永磁同步电动机的弱磁性能。     

永磁同步电机弱磁性能参数的有限元分析

本文针对永磁同步电动机转子磁路,在功率容量有限的情况下,限制电动机的调速范围这一问题。根据永磁同步电机的矢量控制方法,在分析永磁同步电动机的交、直轴电感参数对弱磁性能的影响基础上,提出了利用Ansoft有限元分析软件,得出交、直轴电感随交轴电流逐渐增大时的变化规律,并分析不同转子磁路结构对交、直轴电感参数的影响。仿真结果表明,在相同的气隙长度和永磁体磁化方向长度下,内置式转子结构永磁同步电动机比表贴式电机直轴电感大,有利于恒功率的弱磁扩速运行。     

嵌入式永磁同步电机自适应在线参数辨识

针对嵌入式永磁同步电机参数辨识问题,提出一种自适应在线参数辨识方法,可在同一模型中对定子电阻、d轴电感、q轴电感和永磁体磁链进行辨识.该方法基于模型参考自适应系统,在同步旋转d-q坐标系下,构造出q轴电流自适应观测器,利用q轴电流观测误差,借助Lyapunov超稳定理论建立参数的辨识模型并推导出待辨识参数的自适应律,保证了特定条件下系统的稳定性和辨识参数的收敛性,解决了参数在线辨识算法的鲁棒性差、算法复杂等问题.仿真和实验结果表明,辨识参数能够在较短的时间内收敛到真实值附近,并且具有较小的误差.