车用轮毂电机转矩谐波协同控制策略

轮毂电机因结构简单、驱动灵活的特点广泛应用于轻型电动车辆。电机运行中存在的齿槽效应、逆变器非线性效应及电流谐波等问题,导致电机电磁转矩波动,影响车辆运行的平顺性。通过电磁转矩谐波分析发现其主要成分为低阶谐波。为了有效抑制低次转矩谐波,设计了一种附加三相独立定子绕组的轮毂电机结构,提出了基于电流幅值迭代整定的补偿电流注入方法,采用动态步长二分法实现期望补偿电流幅值的快速收敛。研究结果表明,所提方法可使总谐波失真降低2.80%~5.84%,具有良好的谐波转矩抑制效果。     

基于谐波补偿的永磁电机转矩脉冲抑制

永磁同步电机(PMSM)因气隙磁场畸变及逆变器的非线性特性,容易使电流波形发生畸变,从而导致转矩脉动。在此设计了一种基于谐波电流补偿的转矩脉动抑制方法,在双闭环控制基础上,加入谐波注入补偿环节补偿三相电流的谐波。实验结果表明,该控制方法有效提高了系统的控制精度,能有效改善电流波形从而抑制电机运行时的转矩脉动。     

一种永磁同步电机谐波电流抑制算法

针对永磁同步电机(PMSM)控制时由于电机齿槽效应和变频器的非线性特性会在电机电流中引入大量的低次谐波,从而产生大量谐波损耗以及转矩波动等问题,此处提出一种基于补偿电压注入的PMSM谐波电流抑制算法。通过电流闭环算法提取谐波电流并计算出相应的补偿电压后注入到原矢量控制算法中,通过实验验证所提算法对5,7次低次电流谐波具有有效的抑制作用,算法易于实现且鲁棒性好。     

基于谐振控制器的谐波削极型永磁同步电机转矩脉动抑制策略

随着永磁同步电机在高性能伺服控制场合中的广泛应用,对其输出转矩平滑度的要求也随之提高。然而,电机结构设计的非理想、逆变器的非线性特性以及恶劣的运行工况都会导致永磁同步电机的输出转矩存在较大的脉动。针对逆变器非线性、低载波比等造成的电流谐波产生的转矩脉动,该文利用谐振控制器减小电流谐波,从而有效地降低了电机转矩脉动。为验证算法的有效性,搭建了基于dSPACE的控制平台,通过对谐波削极型永磁同步电机样机的实验可知,谐振控制器能够有效补偿谐波削极型永磁同步电机定子谐波电流,进而有效地降低电机转矩脉动。     

基于电压补偿的低速永磁电机谐波抑制控制策略研究

扭矩扳子自动化检定装置用低速永磁同步电机通常工作于300 r/min以下,由于电机本体气隙磁场畸变、逆变器死区时间、开关管压降等非线性因素,电机在运行过程中会产生高次谐波,引起转矩脉动,导致加载过程中输出扭矩波动,影响检定过程。针对上述问题,提出了一种针对低速永磁电机的谐波抑制控制策略,建立了低速永磁电机的谐波数学模型,采用电压补偿的方法,根据谐波数学模型计算谐波电压补偿量,并采用PI控制,对电机运行过程中的相电流谐波进行抑制,从而减小扭矩扳子自动化检定装置的转矩脉动。通过仿真表明,该方法可以显著降低谐波,从而减小电机输出转矩脉动。     

补偿电流注入的永磁同步电机转矩脉动抑制方法

采用PWM技术后,在永磁同步电机中可能产生刺耳的电磁噪声,同时PWM谐波电流引起电机转矩脉动、涡流损耗增加及产生电磁干扰等问题。利用Maxwell有限元仿真,对永磁同步电机的定位转矩谐波分析,找出定位转矩中幅值较大的基波和主要谐波分量。通过注入补偿电流产生的转矩抵消定位转矩中的基波与二次谐波分量,从而达到抑制永磁同步电机转矩脉动的目的,仿真结果表明了方法的有效性。     

谐波对电机转矩波动的影响

永磁同步电机(PMSM)绕组中的谐波会对电机转矩产生叠加效应,导致转矩波动从而影响电机的振动噪音水平和控制精度。根据电机不同频率谐波磁势的转速及转向进行理论分析,进而分析了谐波磁势对永磁同步电机转矩的影响。根据使用2D有限元分析软件进行建模和和仿真计算,通过设计优化降低了电机的转矩波动,验证了优化电机谐波对降低转矩波动的有效性。     

对称型多相电机断相容错运行下的电流谐波分析与补偿

多相电机驱动系统可靠性高、容错能力强、控制灵活。该文对断相容错运行下,多相电机中低频奇数次电流谐波的特性和补偿方法进行了研究。利用广义Clarke变换,可将电机定子电流变换到各个子空间当中。研究发现,断相容错时,各次谐波电流以正负序分量同时存在的形式分布在所有子空间当中。传统谐波补偿方法只在特定子空间下进行补偿,在断相容错工况下性能有较大恶化。该文提出一种改进电流谐波补偿方法,利用广义对称分量变换和正负序PI控制器实现各子空间内正负序谐波电流补偿,保证了断相容错时良好的补偿效果。在九相感应电机平台上对提出方法进行验证,实现了断相容错时对选定电流谐波的完全补偿,并降低了谐波带来的额外损耗和转矩脉动。     

基于基波电流调控法的六相永磁同步电动机转矩波动抑制方法研究

六相永磁同步电动机一相开路故障时,绕组中的三次反电势将与基波电流相互作用产生较大的转矩波动。针对六相永磁同步电机一相开路故障,以绕组铜耗最小为优化目标,故障前后转矩恒定分量不变和三次谐波电势产生的转矩波动最小为约束条件,建立拉格朗日方程,得到容错运行时相电流的最优解析解。采用数值方法对故障前后电机额定工作状态进行了仿真分析,验证了解析解的正确性。提出的转矩波动抑制方法可以通过调整基波电流的幅值和相位实现对三次谐波反电势所引起转矩波动的抑制,无需对非故障相绕组注入谐波电流,提高了多相电机的容错运行工程实用性。     

电流谐波对永磁同步电机转矩谐波的影响研究

变频器供电下集中绕组内置式永磁同步电机的电流中含有低次和高次电流谐波,相应的电机转矩中也存在低次和高次转矩谐波,影响电机的控制和输出稳定性.为了分析电流谐波和转矩谐波之间次数的关系,通过有限元方法仿真得到了各次电流谐波单独产生的主要转矩谐波,结果表明:转矩谐波次数与电流谐波的次数和相序相关,k次电流谐波产生|1-λk|...     

电机驱动电路高次谐波抑制研究

交流电机驱动单元目前广泛采用变频装置,因其节能效果良好,调速精度高等优点,得到越来越广泛地应用。但是因为变频驱动电路含有大量非线性的开关半导体器件,导致输出电流含有大量高次谐波,对负载造成干扰。本文首先分析变频驱动电机产生高次谐波机理,通过数学建模得到高次谐波表达式;接着为了抑制变频驱动电路产生的高次谐波,提出一种基于特定次谐波注入法的谐波抑制方案,即在SPWM正弦信号中注入5次、7次谐波补偿电压,进而达到降低输出电流特定次谐波含量。通过Matlab/Simulink仿真和实验验证了该方案能够有效降低变频驱动电路产生的特定次高次谐波,降低谐波畸变率,减少交流电机转矩脉动,提高输出电流电能质量,保证电机稳定运行。     

基于空间电压矢量的电压前馈死区补偿方法研究与实现

为减小逆变器死区效应引起的电压、电流畸变及电机转矩脉动的影响,提出一种基于空间电压矢量脉宽渊制(SVPWM)的电压前馈型死区补偿方法.该方法依据电流环的给定电流米确定电流矢量的位置;并以此加入电压前馈来削弱逆变器输出的5、7次谐波电流,从而减小谐波电流埘电机电磁转矩脉动的影响.永磁川步电机系统死区补偿仿真及试验结果验证了该方法的有效性.     

The Computation on Harmonic Current and Analysis on Ripple Torque and Loss of lnduction Motor Equipped with the Converter

】　提出了变频运行感应电机稳态谐波电流、脉动转矩及损耗的计算方法,分析了高次谐波产生的异步附加转矩以及脉动转矩的形成。为了得到具有较小谐波电流、转矩的SPWM生成法,设计了双CPU结构的变频器,用它供电被测电机并对电机谐波电流进行测试,测试与计算结果吻合良好。     

变频运行感应电动机谐波电流计算与转矩,损耗分析

提出了变频运行感应电机稳态谐波电流、脉动转矩及损耗的计算方法,分析了高次谐波产生的异步附加转矩以及脉动转矩的形成。为了得到具有较小谐波电流、转矩的ＳＰＷＭ生成法,设计了双ＣＰＵ结构的变频器,用它供电被测电机并对电机谐波电流进行测试,测试与计算结果吻合良好。     

逆变器供电的感应电动机谐波转矩分析与计算

电压型逆变器输出的电压和电流波形中含有大量谐波,导致异步电动机低速时的转矩脉动和转速波动。文章在分析高次时间谐波产生的谐波脉动转矩基础上,介绍了用虚位移原理计算感应电动机谐波脉动转矩的方法。编制了感应电动机转矩的计算机程序,并用一计算实例对电动机谐波转矩进行了分析和计算。     

基于比例积分-准谐振控制器的直驱式永磁同步电机转矩脉动抑制方法

由于受逆变器固有的非线性特性和气隙磁通谐波等因素的影响,永磁同步电机定子电流中含有大量的高次谐波分量,这些谐波电流分量与转子永磁体磁场作用,使电机产生谐波转矩脉动,特别是在直接驱动系统中,转矩脉动更为严重。针对这一问题,从转矩脉动产生的机理出发,提出一种基于比例积分-准谐振控制器的转矩脉动抑制方法。该方法根据理想谐振控制器在谐振频率点处的增益为无穷大,可以对谐振频率点处的正弦信号实现零稳态误差跟踪控制,将谐振控制器与电流环PI控制器并联,对定子电流中的谐波分量进行补偿,改善定子电流波形,实现抑制转矩脉动的目的。仿真与实验结果证明了所提方法的正确性和有效性。     

基于改进自抗扰控制的共直流母线开绕组永磁同步电机转矩脉动抑制策略EI北大核心CSCD

由于存在零序路径,共直流母线开绕组永磁同步电机会在运行过程中产生零序电流,影响系统效率和稳定运行。传统的零序电流闭环抑制方法调制范围有限,不能充分利用双逆变器系统的调速范围,且交叉耦合、逆变器死区等因素会导致零序电流不能被完全消除。为抑制零序电流和三次谐波反电势相互作用产生的转矩脉动,该文首先提出一种基于改进自抗扰控制的抑制方法,通过并联谐振单元将扩张状态观测器改进为通用积分型扩张状态观测器,以实现对频率较高转矩脉动的准确观测;然后,通过自抗扰控制律对该转矩脉动进行补偿,所提方法能够有效抑制零序电流和三次谐波反电势产生的转矩脉动,尤其是高调制比、零序电压不能被准确合成时,转矩脉动抑制效果明显。最后,在1kW开绕组电机驱动平台上验证所提方法的抗扰能力和鲁棒性。     

高功率因数无电解电容永磁电机变频系统逆变器电流控制策略

针对无电解电容永磁电机变频系统母线侧采用小容值薄膜电容,导致母线电压产生大幅度波动、系统的输入功率因数难以满足实际应用的问题,提出一种高功率因数的无电解电容永磁电机变频系统逆变器电流控制策略。分析系统输入电流导通角和相位偏移角对输入功率因数的影响,结合输入电流导通角对逆变器电流进行控制,并采用带相位补偿的比例谐振控制器对系统延时进行补偿,其输出作为电机q轴电流给定。利用电网电流的间接微分量前馈补偿到电机q轴电流给定上,以提升逆变器电流控制效果并减少输入电流中的谐波含量。在无电解电容永磁压缩机变频实验平台上进行实验验证,实验结果表明,采用该策略能够显著提高系统的输入功率因数并减少谐波电流。     

基于空间电压矢量的电压前馈死区补偿方法研究与实现

为减小逆变器死区效应引起的电压、电流畸变及电机转矩脉动的影响,提出一种基于空间电压矢量脉宽调制（SVPWM）的电压前馈型死区补偿方法。该方法依据电流环的给定电流来确定电流矢量的位置;并以此加入电压前馈来削弱逆变器输出的5、7次谐波电流,从而减小谐波电流对电机电磁转矩脉动的影响。永磁同步电机系统死区补偿仿真及试验结果验证了该方法的有效性。     

直驱式永磁同步电机伺服系统死区补偿方法

介绍了逆变器死区效应产生的原因,以及对电流谐波、转速波动、转矩脉动的影响.基于平均误差理论提出了一种适用于直驱式永磁同步电机(PMSM)伺服系统的死区效应的补偿方法.为了提高补偿精度,引入角度检测以及滑动平均值滤波算法的动态补偿修正算法.建立了直驱式伺服系统仿真模型和试验平台.仿真和试验结果证明,该死区补偿方法在直驱式永磁同步伺服系统中可有效降低定子电流谐波,抑制转矩脉动与转速波动,显著提高系统的性能.