永磁同步电机结构应力测试及整体强度有限元分析

应用有限元分析方法,通过分体建模,整体装配,对一种新型永磁同步电机进行静力学和动力学分析,并结合电机结构实际应力测试结果,对整机主要部件做出准确的强度评估。     

基于informer的永磁同步电机参数辨识

永磁同步电机(PMSM)因其优秀的性能在工业领域有广泛的应用,其控制精度受电机的各种参数影响。随着近几年深度学习的大热,选用了一种基于Informer的辨识方法,并且与现有主流的预测模型LSTM,GRU,SAE进行对比。Informer是由编码器(Encoder)和解码器(Decoder)构成,编码器主要由自注意力蒸馏组成,编码器结构与Transformer编码器结构相同。LSTM能有效地缓解RNN模型在处理远距离输入和输出时的相关性逐渐减弱问题,使得远距离节点的参数能够更好地进行学习。GRU比LSTM具有更简单的结构,GRU的更新门合并了LSTM的遗忘门和输入门,使得模型更易于训练和调整。SAE中以通过多层的编码器和解码器结构,学习输入数据的多维特征。每一层的编码器可以捕捉输入数据的不同层次的抽象特征,有助于拟合复杂的非线性函数。数据集来源于2000次的Simulink仿真,总共2000条序列。通过多次实验,Informer预测d轴电感L_d和q轴电感L_q的准确率分别达到了91.6%和97.3%,此外,在MAE、MSE和RMSE这三个评价指标...     

基于LabVIEW的永磁同步电机性能测试系统设计及应用

电机作为电能转换的重要部件,其性能的好坏直接影响多个领域的发展。电机性能测试是保证电机质量的关键环节之一。传统的电机性能测试试验方法对测试人员的能力和精力要求很高,造成试验成本居高不下。针对新能源汽车等使用的永磁同步电机稳态性能测试问题,包括初始旋变角度、空载异响、反电动势及加载性能等,搭建测试硬件系统,并开发由上位机和下位机组成的测试软件。该软件操作简单、高效,完全消除了人为因素影响,保证了测试数据的客观性和准确性,实现了多种不同型号电机的稳态性能测试,满足了EOL下线测试的需求。测试软件操作界面方便实用,数据字典功能避免了频繁烧写程序的麻烦;模块化程序可移植性高、便于功能扩展及维护,能够大大缩短电机性能测试系统开发周期,有较大的推广意义。     

自适应车用永磁同步电机在线参数辨识

车用永磁同步电机在运行过程中复杂的工况和恶劣的工作条件会影响电机的参数进而影响电机控制性能。本文采用自适应的参数辨识算法,对永磁同步电机参数进行在线辨识并反馈回电机控制系统,改进原有控制参数。该算法基于永磁同步电机的数学模型,根据转速电流反馈信号,借助Lyapunov稳定理论建立负载转矩和交直轴电感的辨识模型并推导其自适应律。基于MTPA算法的仿真和实验结果表明本文提出的参数辨识算法能够在较短时间内实现高效的参数辨识,且估计值与真实值的误差较小。     

永磁同步电机减振优化分析

永磁同步电机应用广泛,其振动噪声的研究备受关注。以一台7.5kW 8极48槽内置式永磁同步电机为研究对象,通过转子修型和定子斜槽方法进行振动噪声优化。对永磁同步电机的径向电磁力波阶次和噪声主要来源进行分析。通过转子修型和定子斜槽方法,抑制永磁同步电机的振动噪声,并通过有限元法对比分析优化前后永磁同步电机的各项电磁性能。对永磁同步电机定子进行锤击法模态测试,并进行样机空载振动噪声测试,对样机不同频段的振动特性进行分析。通过研究确认,转子修型和定子斜槽可以有效降低永磁同步电机的振动噪声。     

永磁同步电机共模EMI模型的参数化研究

提出了一种电机共模EMI模型的建模方法。通过测量电机的端口差共模阻抗,利用每种阻抗在不同串并联谐振频率处的值确定模型中的R,L,C参数,该方法在确定电机共模EMI模型的参数时,简便实用。所建模型可用于永磁交流伺服驱动系统共模EMI噪声的仿真预测。     

永磁同步电机控制分析

对永磁同步电机的现状与发展趋势进行了论述;介绍了永磁同步电机的控制策略,分析矢量的控制方法,包括带编码器控制和无速度传感器控制;分析了其在起重机行业应用的可行性。     

永磁同步电机水冷系统散热参数分析与热仿真

以冷却水套结构的永磁同步电机为研究对象,建立了电机热平衡状态下的三维热分析模型,再利用Ansys软件的网格划分功能对模型进行六面体网格划分。针对电机系统内部热交换情况,运用传热学相关理论,分析和确定了电机水冷系统各部分的散热系数,合理设置了热边界条件。通过有限元分析,获得了电机整机及关键部件的温度场分布。为螺旋水槽机壳外冷却系统电机的热分析和水冷系统的结构优化提供依据,对提高电机水冷却系统散热效率具有一定的指导意义。     

永磁同步电机互馈对拖测试实践应用

永磁同步电机在现代伺服控制系统中得到了越来越广泛的应用。一种新研发的伺服驱动器和PMSM进行匹配时,需要进行长时间的性能测试。对拖测试是PMSM性能测试中最常见也是最主要的测试方法之一。根据某伺服驱动器生产厂家新产品研发测试,通过硬件和软件的设计,搭建了基于Lab VIEW的永磁同步电机互馈对拖测试平台。实现对转矩和转速的控制,并且对电流、电压和温度等参数进行实时的监测、分析、计算、备份和在线调试。该对拖平台实现了参数的快速精确监测,扩展性好,在工程实践中具有很强的实用性。     

永磁同步电机的振动控制分析

在永磁同步电机悬浮的理论分析的基础上,对永磁同步电动机产生的电磁力进行分析,并且研究了电磁力的产生过程。最后通过有限元仿真软件ANSYS对永磁同步电动机的结构模态进行仿真分析,得到模态振型和相应的模态频率。研究结果表明,永磁同步电机的振动主要由定、转子之间的径向电磁力引起的,对电机的优化设计及振动控制分析提供一定的理论依据。     

永磁同步电机无电流传感器控制系统运行性能分析

针对传统的表面式永磁同步电机伺服系统为了获得较高性能,一般采用一个物理的电流传感器和相应的调理电路来采集并反馈电机的相并电流形成一个闭环控制系统,而存在"成本较高、不适合价格敏感性行业应用"的特点,提出了一种基于算法重构的相电流估算方法,并给出了估算方法的原理;引入了空间矢量调制算法,并在此基础上建立了无电流传感器的永磁同步电机速度伺服系统方案;建立了系统各组成部分的仿真模型,并进行了不同运行情况下系统稳态性能和动态性能的分析。研究结果表明,基于相电流重构的无电流传感器控制系统的调速性能总体较为出色,相电流重构算法的电流估算精度较高,高速过程的估算性能会比低速过程好很多,该调速系统较适合应用于中高速运行场合。     

基于无位置传感器的永磁同步电机硬件在环仿真研究

针对DSP控制器对未安装位置传感器的永磁同步电机的控制效果问题、三相逆变器的功率管发生故障时电机的运行状况变化问题,对永磁同步电机的数学模型、电机的速度和位置估算方法(即模型参考自适应方法 MRAS)进行研究。在没有实体永磁同步电机和逆变器的情况下,提出搭建硬件在环半实物仿真平台的方法。借助MATLAB/Simulink以及实时仿真软件RT-LAB搭建永磁同步电机数学模型、逆变器模型和硬件接口模型,此模型作为硬件在环系统的被控对象;电机控制器是TMS320F28027系列DSP,在控制器上运行MRAS速度位置估算算法和FOC磁场定向控制算法;在硬件在环仿真平台上完成无传感器控制算法验证、模拟逆变器发生不同类型故障时电机的工作状况。研究结果表明:硬件在环半实物仿真平台能够用于无位置传感器控制技术的控制功能验证、模拟逆变器故障状态,为优化控制器算法奠定基础。     

基于滑模观测器的永磁同步电机模型预测电流控制研究

针对永磁同步电机无位置传感器高动态性能控制问题,对传统矢量控制存在电流内环PI控制器对系统性能的影响以及传统滑模观测器中动态转子位置角估计不准、稳态转速估计不精确等观测器性能进行了改进,提出了一种基于改进滑模观测器的永磁同步电机模型预测电流控制方法。根据永磁同步电机在同步旋转坐标系下的数学模型,选择了电机d、q电流作为状态变量,利用前向欧拉法推导出永磁同步电机d、q轴电流的预测模型。通过实时评估价值函数选出使得下一时刻电流跟踪效果最好的电压矢量,将其对应的开关状态作用于逆变器。同时,推导表贴式永磁同步电机的滑模观测器模型并对其观测出的转子位置角和转速进行补偿,得到较为精确的估算值。最后将算法在Matlab/Simulink进行了仿真试验。研究结果表明:所提出的控制方法动态性能好、稳态精度高。     

带ESO的ANFTSMC控制PMSM的新型MPTC无传感器控制策略

针对电动汽车中永磁同步电机传统控制策略对电机控制性能差的问题,提出了一种新型的自适应非奇异快速终端滑模模型预测转矩控制策略.设计了新型自适应指数趋近率,用性质更佳的双曲正切函数tanh()替换传统的切换函数sgn(),并构造了带ESO扰动观测的新型ANFTSMC作为系统转速控制器,消弱了抖振,提高了系统鲁棒性.为实现调速系统的无传感器控制,构造了基于tanh(Fal)的ESO转速观测器.与传统基于Fal函数的ESO相比,观测误差较小,观测精度较高.同时,针对预测转矩控制策略,提出了新型的目标函数构造方法,避免了权重系数的设计,并对传统电压矢量选择方法进行了改进与优化,减少了算法的计算量,结合所设计的新型控制器可有效提高系统的快速性,增加算法的实用性.     

永磁同步电机无位置传感器带速启动研究

针对无位置传感器永磁同步电机在带速状态下无法可靠启动的问题,通过向逆变器施加两个短时零电压矢量的方式,使电机定子三相绕组短路,根据短路电流相量在αβ坐标系下的角度变化,辨识出电机转向和转速,通过对短路电流在dq坐标系下暂态过程的解析分析,估算出电机转子位置,给出了暂态过程中短路电流幅值大小与初始转速和短路时间之间的关系,提出了具体的带速启动实现方案。在TI公司的TMS320F28027作为主控芯片的驱动系统以及带风机负载的550 W永磁同步电机组成的实验平台上对带速启动方案进行了评价,进行永磁同步电机在不同转速和短路时间情况下的带速启动实验。研究结果表明:设计的带速启动方案能够准确的根据短路电流判断出电机启动瞬间的转向、转速和转子位置,从而保证了永磁同步电机在带速状态下的可靠启动。     

基于MRAS的低速永磁电机的无位置传感器控制

为解决低速复式永磁同步电机(PMSM)在工作环境下的稳定运行等问题,将基于模型参考自适应法(MRAS)的无位置传感器控制方法应用到电机的控制策略中.在控制系统中,根据电机的参考模型,建立了可调模型,基于合适的自适应规律进行调节,估算出了电机的转速和转子位置角;在Simulink环境下建立了基于模型参考自适应的无位置传感器控制仿真模型,并进行了仿真与分析.研究结果表明,该模型参考自适应法估算精度较高,稳态转速平稳且跟踪性能好,动静态性能较好,对电机给定转速和负载扰动的鲁棒性强,适应性好;但同时该方法对电机的参数很敏感.     

永磁同步电机无传感器单电流环启动及闭环切换研究

针对永磁同步电机无位置传感器的低速启动问题,对转速开环、电流闭环的单电流环启动法,即给定旋转电流矢量带动电机转子旋转启动进行了研究。采用单电流环启动的方法,开展了由单电流环模式切换到转速闭环模式运行的切换过程分析,提出了在启动及切换过程中增加d轴电流控制环节,即增大转矩-功角自平衡区域来优化启动与改进的切换方法,利用DSP构成的全数字交流控制系统对提出的方法在切换时电流冲击与功角差进行了测试。研究结果表明,所提出的启动与改进切换方法是可行的,能够使电机由零速平稳启动,在切换时电流与功角差变化大大减小,可以平滑地完成单电流环启动至转速闭环控制模式的切换,最终平顺地加速到额定运行状态。     

基于SVPWM的永磁同步电动机系统建模与仿真

为实现永磁同步电动机（PMSM）的电压空间矢量控制,在分析永磁同步电动机数学模型的基础上,利用Matlab／Simulink建立了永磁同步电动机矢量控制系统的仿真模型。介绍了矢量控制的坐标变换。重点介绍了电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）的控制原理和算法,给出了电压空间矢量脉宽调制在Simu．1ink环境下的实现方法。最后对整个控制系统进行了仿真研究,仿真结果证明了该控制模型的有效性。     

基于电流滞环与变结构控制的PMSM伺服系统

深入分析了SPWM电流滞环控制的永磁同步电动机伺服系统及其速度环的变结构控制方案。电流环是PMSM伺服系统中的一个重要环节,采用SPWM电流滞环控制可方便地提高伺服系统的控制精度和响应速度,改善系统的控制性能。速度环变结构控制方案使伺服系统较常规的PI控制方案有更好的快速性和鲁棒性。从仿真结果可知,采用SPWM电流滞环控制及速度环的变结构控制能够改善系统的响应速度,基本实现无超调,且对负载扰动和参数变化的鲁棒性也有所改善。     

增量型模型算法控制在PMSM速度控制中的应用

针对普通PID控制系统性能受参数变化及各种不确定性影响严重等缺点,在基本模型算法控制（MAC）基础上,综合了MAC在线实时预测、优化、反馈校正的优点,在控制器中引入了积分因子组成增量型模型算法控制（IMAC）,并将该算法应用于永磁同步电机（PMSM）速度控制中。仿真结果表明,由该算法构成的控制器较普通的PID控制,在系统模型参数与实际参数严重失配的情况下,能够有效抑制各种不确定性的不良影响,且系统鲁棒性强,又可获得令人满意的动态性能。