带阻尼绕组的多相大功率推进永磁同步电动机绕组参数的测量和计算研究

为了充分考虑磁场各次谐波的作用 ,方波推进电动机一般采用相绕组回路的数学模型 ,模型中绕组参数的测量和计算较为复杂 ,其中带阻尼绕组的多相永磁同步推进电动机的绕组电感测量和计算尤为困难。本文在分析了无阻尼绕组多相永磁同步电动机绕组参数测量的基础上 ,提出了测量带阻尼绕组的多相永磁同步电动机电枢绕组参数的相关分析脉冲响应法 ,该方法将确定电动机参数的问题转化为对系统传递函数系统的辨识问题。带阻尼绕组的十二相凸极式永磁同步电动机的绕组参数测量和计算结果验证了本文提出的方法是有效的     

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.     

十二相感应电动机的数学模型及仿真

建立十二相感应电动机自然坐标系下的动态数学模型,运用坐标变换理论得到十二相感应电动机两相任意旋转d-q坐标系下的动态数学模型。通过十二相感应电动机在起动、制动、缺相故障等运行模式下的动态仿真,验证了电机模型的正确性和合理性。同时,该电机的建模方法同样适用于具有相同绕组结构的多相电机。     

六相永磁同步电动机矢量控制系统分析与仿真

分析了永磁同步电动机在六相静止坐标系下的数学模型,基于空间矢量解耦的方法,建立了六相永磁同步电动机在两相同步旋转坐标系下的数学模型。在Matlab/Simulink环境下构建了六相永磁同步电动机矢量控制系统仿真模型。仿真结果验证了所建数学模型和仿真模块的正确性,证明了六相永磁同步电动机矢量控制系统具有动态响应快、稳态精度高、转矩脉动小等优点。     

双三相同步电动机的数学模型及仿真

建立六相双Y移30°绕组同步电动机的状态空间数学模型,为了便于计算全阻尼绕组电流,定子采用d-q坐标变换,转子采用多回路模型,并对电动机带螺旋桨负载的起动过程进行了仿真和分析。仿真结果验证了模型的有效性,同时表明这种双三相同步电动机起动性能良好,转矩脉动较小,非常适合船舶电力推进系统的应用。     

五相永磁同步电机容错控制策略

针对多相电机驱动系统中常见的定子绕组开路故障,提出一种有效的容错电流控制策略。从矢量空间解耦的角度,推导出缺相故障状态下的坐标变换矩阵,建立了五相永磁同步电机(PMSM)在发生一相绕组开路故障时的解耦数学模型。根据同步旋转坐标系下的定子铜耗方程,通过对Z1-Z2子空间的电流设置不同的约束条件,得到相应的矢量控制方法。实验结果表明,该方法可以减小定子绕组开路故障引起的转矩脉动,使五相PMSM在故障状态下的运行性能得到明显改善,有效提高调速系统的可靠性能。     

双三相异步电动机缺相时的数学模型

采用空间矢量解耦的方法建立了缺相双三相异步电动机在静止坐标系下的数学模型.由于在与机电能量转换相关的d-q子空间中等效为一个不对称的两相电机,借助于进一步的等效转换,得到在同步坐标系中d-q子空间对应的电机对称两相模型.这为实现转子磁场定向矢量控制奠定了基础;并能准确控制双三相异步电动机在缺相时的动态特性.     

一种多相永磁同步电动机的最佳转矩控制

根据电机学的基本理论，建立了多相永磁同步电动机在定子静止坐标系及转子旋转坐标下的通用数学模型，该模型为多相永磁同步电动机的控制和特性分析建立了良好的基础。在电动机实际工作的电压和电流约束条件下，提出了多相永碰电动机的一种最佳转矩控制方法，该方法能够使电动机在给定的控制电流下获得最大的输出转矩。以9相电动机为例，利用Matlab建立了调速控制系统的仿真模型，仿真结果证明了建立的数学模型是合理的，提出的控制方法是行之有效的。     

十二相永磁电机驱动系统的容错控制策略

以采用多通道控制技术的十二相永磁推进系统为研究对象,研究基于分组控制的驱动系统容错控制方式。首先在建立dq坐标系下多相永磁同步电机多Y数学模型的基础上,分析容错模式时的电机转矩输出能力,并将矢量控制与分组控制结构相结合,以相绕组最大电流为约束条件建立驱动系统的容错控制策略,保证永磁同步电动机缺相时输出转矩的平稳性。最后,对十二相永磁电机驱动系统的断相故障状况进行仿真和实验,验证了采用基于多Y数学模型的分组控制策略,当某相出现故障时切除该相所在整套绕组及控制通道,更适用于对可靠性要求高的多相电机驱动系统。     

内置式永磁同步电动机非线性模型研究

在研究内置式永磁同步电动机交直轴磁链和电感非线性特性的基础上,对电动机参数进行了实测研究,给出了d-q轴磁链和电感拟合的表达式.建立了d-q轴系下内置式永磁同步电动机精确的数学模型,依据该模型对内置式永磁同步电动机进行了仿真研究.仿真结果与实验结果的比较证明了所建立的非线性模型能够准确地反映电动机的实际运行状况.该模型有助于对内置式永磁同步电动机系统进行深入研究.     

PMSM扩展状态滑模观测器及转子位置和速度估算

针对永磁同步电机(PMSM)反电势滑模观测器抖振问题,提出一种基于电流和磁链为变量的 PMSM扩展状态方程的自适应滑模观测器.以实际电流与观测电流之差构成滑模面,当滑模运动发生时,电流观测误差为零,等效控制信号包含磁链误差相关信息.通过反馈矩阵将等效信号输入到磁链观测方程中,磁链观测误差渐进收敛到零.在磁链观测结果中,抖振现象被很好的抑制,转子角度可以由磁链直接计算.分析了速度估计误差对磁链观测影响,并以此为基础进行反馈矩阵的计算.建立了速度自适应率,并采用Lyapunov方法证明了算法的收敛性.仿真和实验结果表明,通过该观测器和速度辨识方法能够准确计算出电机角度和速度,具有良好的稳态精确度和动态性能.     

高效永磁同步电动机

本文阐述了高效永磁同步电动机的设计特点及运行特性。通过ＮｄＦｅＢ永磁同步电动机与感应电动机的性能比较，指出了ＮｄＦｅＢ永磁同步电动机可以获得高效、节能的效果。     

永磁同步平面电动机三自由度运动控制器

建立了永磁同步平面电动机动子的3自由度动力学模型,并在偏摆角位移较小的假设基础上,对动力学模型进行了简化,进而拟定了通过同时调节4个电磁推力以产生所需偏摆限位转矩的力控制策略。此外,基于状态空间极点配置法,分别设计了与3个自由度对应的位置伺服控制算法,并且对所建立的控制系统进行了数值仿真,仿真结果表明所采用的控制策略和控制算法使控制系统达到了预期的动、静态指标。     

电励磁同步电机无源性控制系统研究

无源性控制是基于能量观点的一种全局定义且全局稳定的控制策略,对参数变化及外来扰动有较强的鲁棒性,是一种本质上的非线性控制.本文建立了同步电动机基于欧拉—拉格朗日方程的机电统一数学模型,在模型中分离出不影响稳定性的无功力,并在此基础上设计无源性控制器.这种控制器不仅形式简单、无奇异点,而且无需转子阻尼绕组电流观测器.仿真和实验验证了无源性控制器能够很好地实现期望的跟踪控制目标,证明了该控制策略的有效性.     

钕铁硼永磁同步电动机优化设计

利用ＳＵＭＴ法结合改进的Ｈｏｏｋｅ－Ｊｅｅｖｅｓ法对钕铁硼永磁同步电动机进行优化设计，并以４ｋＷ、４极钕铁硼永磁同步电动机为例，对其进行优化设计．在满足电机各项性能指标的前提下，得到电机的最佳配合尺寸，降低了电机磁钢用量，从而降低了电机的生产成本，获得了明显经济效益．由优化结果及对优化方法的评估，说明本文采用的优化方法是一种适合于ＮｄＦｅＢ永磁同步电动机的、切实可行的电机优化方法．运用此法进行优化设计，能较快地得到电机最优化方案．     

系统辨识法永磁同步电机无传感器控制

为了实现面贴式永磁同步电机(sPMSM)无传感器控制,通过灰色方法对预估旋转坐标系电流的预测辨识出转子位置和速度,提出一种基于系统辨识理论的无传感器控制策略,解决了控制过程中转子速度、位置的估计问题。使用该策略建立了PMSM无传感器矢量控制系统。仿真和实验结果表明了无传感器控制策略的有效性。     

永磁同步电动机的无抖振滑模控制系统设计

针对永磁同步电动机位置伺服系统,基于同步旋转坐标系下永磁同步电动机精确的数学模型,利用矢量控制技术,设计了位置/电流双闭环解耦控制结构,以实现转矩线性化控制,简化控制器设计.结合高阶滑模和非奇异终端滑模的控制思想,利用鲁棒微分估计器技术,分别提出了位置环和电流环的高阶非奇异终端滑模控制方案,在保证控制系统全局非奇异和稳定性情况下,可消除控制信号的高频抖振,提高系统的动态响应速度和控制精度,实现系统强无抖振的滑模控制.提出一种自适应负载转矩估计方法,解决了未知负载扰动系统的鲁棒控制问题.仿真结果证明所提控制方法的有效性和可行性.     

永磁同步潜油电机起动过程仿真

通过对永磁同步潜油电机起动过程仿真，得出了电机参数及转动惯量等的变化对电机起动性能的影响，并在此过程中考虑了电机磁路非线性的影响。     

永磁同步电机伺服控制技术的发展回顾

永磁同步电机因其高效率和优秀的动态响应性能,大大加快了伺服控制技术的发展.本文综述了伺服控制的基本原理,接着回顾了微处理器、电力半导体器件、传感器、控制策略、PWM技术和无传感器控制技术.     

带冲击负载同步电动机的数字仿真

本文推导了带冲击负载同步电动机数字仿真的数学模型,对这类运行方式下电动机的行为进行了研究。并分析了其励磁调节、最大负载和稳定域及安全域等技术性能指标。