一种基于瞬时功率理论的弱磁控制算法

弱磁控制是利用直轴电枢反应产生一个反向磁场来抵消永磁磁场,获得等效弱磁磁场,实现电机在基速以上运转.它能提高无刷直流电机调速比,实现基速以上的恒功率控制,从而大大扩大了无刷直流电机的应用范围.本文在讨论瞬时功率理论基础上,提出了一种基于虚拟瞬时功率的无刷直流电机弱磁控制算法.实验结果表明本文提出的弱磁控制算法具有良好的控制性能,其基速以上调速比可达2:1.     

基于DSP的永磁无刷直流电机弱磁控制系统

本文基于TI公司的TMS320F240系列DSP完成了永磁无刷直流电机基速以下恒转矩、基速以上恒功率运行的双模式调速系统的研制。首先从理论上提出永磁无刷直流电机弱磁控制的要求，继而介绍了TMS320F240硬件结构、无刷直流电机双模式控制系统框图以及软件流程，最后以一台永磁无刷直流电机为例，试验结果说明了该系统的实用性。     

基于DSP的永磁无刷直流电机弱磁控制系统

本文基于TI公司的TMS32 0F2 4 0系列DSP完成了永磁无刷直流电机基速以下恒转矩、基速以上恒功率运行的双模式调速系统的研制。首先从理论上提出永磁无刷直流电机弱磁控制的要求 ,继而介绍了TMS32 0F2 4 0硬件结构、无刷直流电机双模式控制系统框图以及软件流程 ,最后以一台永磁无刷直流电机为例 ,试验结果说明了该系统的实用性。     

弱磁用复合式转子永磁无刷直流电机设计

针对永磁无刷直流电机弱磁控制的要求，采用永磁段 磁阻段的复合式转子结构，实现基速以下恒转矩，基速以上恒功率的运行方式。理论上推导了永磁无刷直流电机弱磁的运行机理及电机模型，技术上针对交轴磁通路障式转子交、直轴磁路耦合严重、导磁材料非线性等特点，利用电磁场分析求解了交、直轴电枢反应电感，从而导出理论上弱磁运行的最高速，最后，对永磁无刷直流电机弱磁扩速范围对参数的依赖性进行了分析，归纳了弱磁控制用永磁无刷直流电机设计的特点。     

弱磁用复合式转子永磁无刷直流电机设计

针对永磁无刷直流电机弱磁控制的要求,采用永磁段 磁阻段的复合式转子结构,实现基速以下恒转矩、基速以上恒功率的运行方式。理论上推导了永磁无刷直流电机弱磁的运行机理及电机模型,技术上针对交轴磁通路障式转子交、直轴磁路耦合严重、导磁材料非线性等特点,利用电磁场分析求解了交、直轴电枢反应电感,从而导出理论上弱磁运行的最高速。最后,对永磁无刷直流电机弱磁扩速范围对参数的依赖性进行了分析,归纳了弱磁控制用永磁无刷直流电机设计的特点。     

基于DSP的永磁无刷直流电机弱磁控制系统

为实现永磁无刷直流电机(Permanent MagnetBrush lessDCMotor,简称PMBLDCM)的弱磁控制,在复合式转子结构电机本体基础上,提出了一种二模控制的有效策略,即基速下通过PWM控制实现调压调速的恒转矩运行;基速上通过控制电流超前反电势相位来控制电枢反应等效去磁,实现恒功率弱磁运行。采用DSP IPM硬件结构的控制系统成功地实现了这种控制策略,并获得接近3倍的恒功率弱磁运行范围。     

电动车用无刷双馈电动机恒功率弱磁研究

电动车用无刷双馈电动机在基速以下恒转矩运行、基速以上恒功率弱磁扩速运行.由于励磁电流可控制,理论上能够调节励磁电流实现恒功率控制.但是,由于无刷双馈电动机的非线性特性导致其反电势为不规则方波形状,类似直流电机那样采用相电压反馈控制励磁电流实现恒功率控制困难较大.利用三相电枢绕组电阻电压间接测量反电势控制励磁电流,实现无刷双馈电动机恒功率弱磁控制,保证恒功率阶段电机的出力最大,从而提高无刷双馈电动机恒功率弱磁扩速范围,满足电动车对驱动电机的要求.仿真、实验结果验证了该方法的有效性.     

电动汽车用永磁同步电机超前角弱磁控制

由于永磁同步电机(PMSM)具有体积小、功率密度、效率及功率因数高等特点,目前在电动汽车驱动系统中具有较高的应用价值.针对电动汽车用PMSM基速以上弱磁控制时存在的电流调节器饱和、不可控问题,设计了基于转子磁场定向带电压外环控制的电流超前角弱磁控制方法,实现了基速以下恒转矩调速和基速以上恒功率弱磁控制,以及两种工作模式...     

基于dSPACE平台的PMSM矢量控制弱磁增速算法研究

在永磁同步电机驱动领域,矢量控制是典型的控制方案,常用的电流策略有id=0控制和MTPA控制。由于逆变器性能的限制,电机达到基速后继续提速,转矩将迅速下降。为了拓宽电机的调速范围,提出了基速以上采用弱磁增速进行优化的方案。在Matlab环境下建立弱磁控制系统的模型并进行仿真,分析得知电机电流矢量达到了预先设计的弱磁运动轨迹。基于dSPACE平台搭建了弱磁增速矢量控制算法控制模型,对电机实物进行控制,试验结果验证本文所提出优化方案的可行性和有效性。     

无刷直流电动机双模式控制

在分析电机运行原理和应用要求的基础上,引用基于新型逆变器的无刷直流电动机双模式控制方法,设计出无刷直流电动机双模式控制器,基速以下采用双闭环控制方法,基速以上采用弱磁扩速控制方法。仿真和实验验证该方案可行,实现无刷直流电动机在宽速度范围内稳定工作。     

定子双馈电双凸极电机恒功率弱磁控制的研究

介绍了定子双馈电双凸极电机(SDFDS)的结构、原理和弱磁调速控制方法。相对于永磁电机,定子双馈电双凸极电机磁场可调,易于实现弱磁控制和基速以上的恒功率控制,大大扩大了电机的调速范围。针对一台三相12/8极定子双馈电双凸极电机,运用Matlab/Simulink软件建立仿真模型,实现该双凸极电机的恒功率弱磁调速,从而说明电机有调速范围更宽的优点。     

内置式永磁同步电动机弱磁调速优化控制

从永磁同步电机(PMSM)的矢量控制出发,提出了一种PMSM弱磁优化控制方法。内置式永磁同步电机(IPMSM)相对表贴式永磁同步电机弱磁能力强,调速范围宽,以IPMSM为对象,对弱磁调速进行了仿真与优化。PMSM在基速以下采用最大转矩电流比的恒转矩控制,减小了电机损耗,提高了逆变器的效率,在基速以上采用恒功率调速。直轴电流去磁调速结合交轴电流去磁调速的弱磁控制方式,提高了PMSM的功率因数,扩展了调速范围。针对弱磁环节转速的波动问题,在传统PI控制上做出改进,提出了模糊自整定PI的控制方式,提高了PMSM弱磁调速的性能。在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,验证了该控制方法的可行性。     

瞬时无功功率理论在弱磁调速中的应用

介绍了永磁无刷直流电机弱磁调速的一种新方法。基于瞬时无功功率理论,通过控制无功分量S/ω,就能实现永磁电机的弱磁调速。还介绍了控制系统框图和软件流程,讨论了仿真结果,说明了实际应用中要解决的问题。     

主编推荐

在本期的《研究与设计》栏目中有不少可看的亮点。《永磁电励均匀混合式直线同步电机设计》介绍了一种新型直线同步电机设计方案 ,它既有电机励磁灵活可调的优点 ,又有永磁电机效率高 ,推力大的特点 ,与普通电励直线同步电机对比试验证明了它的优越性。另有《六相异步电机的绕组结构及其仿真研究》所提出的仿真模型新颖 ,且实例计算效果较好 ,为研究缺相运行时多相电机的动态性能提供了有价值的依据和方法。《一种基于瞬时功率理论的弱磁控制算法》将虚拟瞬时功率作为控制变量 ,实现了无刷直流电机弱磁控制算法。以上观点在同类论文中并不多…     

永磁无刷直流电机消除逆变环流的弱磁性能研究

分析了造成永磁无刷直流电机弱磁运行区间过窄的一个关键因素--逆变电路环流;提出了一种新型驱动拓扑电路,此新型电路结构在传统三相逆变桥的基础上,在每个半桥臂下方反向串联一个相同的功率器件,同步控制其通断,达到消除逆变环流的效果.通过与传统逆变电路拓扑的对比,分析了此新型电路拓扑消除环流的原理,并对传统驱动拓扑电路和新型驱动拓扑电路进行了对比实验研究.结果表明,此拓扑电路消除了环流,进而消除了弱磁区间环流引起的负转矩.实验中永磁无刷直流电机的弱磁调速比从传统电路的1.22增大到2.58,有效地扩展了永磁无刷直流电机的弱磁调速范围.     

一种新型稀土永磁无刷直流电机及其微机控制系统

提出了一种籍助于８０９８单片微机系统，通过控制永磁无刷直流电机各相电流的导通角来实现电机恒功率调速的方法，即移角控制方法，介绍了微机系统的软，硬件结构，并以一台基速为５００ｔ／ｍｉｎ，额定功率为１ｋＷ的电机为例，使恒功率调速范围扩展到四倍基速，证实了这种高速方法的有效性。     

弱磁控制算法在标准地铁永磁牵引系统中的研究及应用

为了在永磁牵引逆变器直流侧电压达到最大值后获得更宽的调速范围,需要在基速以上运行时对永磁同步电机进行弱磁控制。在研究了永磁同步电机弱磁原理的基础上,提出一种基于Newton-Raphson迭代公式的永磁同步电机弱磁算法,该方法不仅可以使永磁同步电机在基速以上稳定运行,而且可以使输出转矩与指令基本保持一致。通过MATLAB/Simulink仿真及在中车大连电力牵引研发中心有限公司试验中心试验证明了该弱磁控制算法的可靠性与有效性。目前,该算法已在系列化标准地铁永磁牵引系统中得以应用。     

电动自行车的无刷直流电机控制设计

本文通过对电动自行车上无刷直流电机要求的分析,提出分离元件设计方案,同时实现无刷直流电机的调速,过流保护,以及供电的蓄电池相关状态的显示。主要介绍电动车自行车车用无刷直流电机的分离元件控制方案,控制信号由电机内霍尔位置传感器产生。然后经过各种处理,再送到电机的驱动端,利用MOS管的开关工作状态,导通和关断相应的驱动支路,使得电机内产生相应的磁场建立驱动电机内转子转动的磁力矩,使电机连续转动。采用此设计,电路工作稳定,相对专用芯片,成本比较低,信号流程清晰易懂,利于对无刷直流电机控制原理的理解。     

永磁无刷直流电机及其控制

无刷直流电机因其高效率、长寿命、低噪声及良好的机械特性等优点,在航空、军事、汽车、办公自动化、家用电器等行业内得到了广泛的应用。本文系统阐述了无刷直流电机的基本结构和工作特点,比较分析了无刷直流电机几种典型的驱动电路拓扑结构。同时,对无刷直流电机的转矩波动抑制、无位置传感器控制、弱磁调速等技术进行了分析。最后,对其应用及未来发展趋势进行了探讨。     

无刷直流电机新型弱磁控制的仿真研究

针对双模式逆变拓朴结构可达到较好弱磁扩速效果的目的,对一种新型逆变器结构的无刷直流电机弱磁扩速系统进行了仿真。仿真结果表明,在保持逆变器容量不变的情况下,基于新型逆变器的无刷直流电机系统具有更宽广的扩速范围,并且还具有结构简单的特点,应用前景广阔。