四相开关磁阻电机功率变换器故障检测技术

功率变换器是开关磁阻电机调速系统重要组成部分,也是较容易出现故障的机构之一,长期故障运行必将对整个系统造成损坏。本文以不对称半桥型功率变换器为研究对象,基于电机正常运行与故障运行时直流母线电流、相电流的不同表现提取故障特征量,并结合功率元件通断状态进行综合分析,提出一种开关磁阻电机功率变换器的故障检测方案。仿真与实验结果,表明该检测方案在高速、低速运行时可快速准确地诊断出故障相、判断出故障类型、及时定位出故障元件,节省了电流传感器数目,具有较高的可靠性。     

基于120°坐标系的SVPWM算法研究

针对传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法结构复杂及运算量大等问题,提出一种基于120°AB非正交坐标系的SVPWM算法。该算法首先打破直角坐标系的约束,选取互差120°的单位矢量为基,构建非正交坐标系,进而将空间矢量变换到该坐标系下,利用两个坐标分量进行扇区判断、作用时间运算以及产生PWM信号,实现了SVPWM算法。通过仿真和实验,验证了该SVPWM算法的正确性,并在数字控制器的算法实现上与传统算法进行对比,得出该算法具有结构简单、运算快速以及控制精确等优势。     

新型同步磁阻电机星形转子结构设计与分析

针对同步磁阻电机转矩脉动大、平均转矩低的问题,提出一种星形转子结构,该结构与传统圆形转子结构相比,增大了转子气隙磁障末端与q轴的夹角,改变了气隙磁密的分布,可以减小转矩脉动,增大输出转矩。描述了星形曲线的形成过程,推导了星形曲线方程,得到参数方程参数角与磁障末端角的数学关系,为后续研究提供理论基础。基于等效磁路法建立了气隙磁密模型,进而可以得到转矩预测模型,并通过解析法和有限元进行对比,验证了磁路模型的有效性与正确性。通过有限元仿真,对星形转子结构同步磁阻电机和传统圆形转子结构同步磁阻电机进行性能对比分析,结果表明前者的铁耗小,气隙磁密波形谐波畸变率小,正弦化程度高,输出转矩大及转矩脉动小,验证了星形转子结构的可行性。     

基于模糊控制永磁同步电机定子电流定向的研究

针对大惯性负载位置控制系统的特点,提出了一种永磁同步电机(PMSM)定子电流定向控制策略,并且将模糊控制应用于速度闭环系统中,对定子电流定向的控制方法和模糊逻辑进行分析,设计了永磁同步电机(PMSM)控制系统的硬件电路,该系统结构简单,控制鲁棒性、可靠性强,受电机参数影响小,仿真和实验结果表明定子电流定向控制是对大惯性负载位置控制系统的一个理想选择.     

PMSM转矩脉动优化的三相四开关新型SVPWM策略

在三相四开关逆变器供电永磁同步电机(PMSM)系统中,由于三相四开关逆变器只有4个基本电压矢量且需要合成零电压矢量,使用空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略合成参考电压矢量时的平顺性较差,因此导致PMSM转矩脉动较大。现有的SVPWM根据合成零电压矢量的不同可以分为2种调制方式,但这2种调制方式都无法使PMSM转矩脉动最小化。这里根据转矩脉动有效值,研究了两种零电压矢量合成方式对转矩脉动的影响,提出了一种三相四开关新型SVPWM策略。同时为了简化调制策略扇区的划分,提出了一种简单的工程近似求解方法。通过仿真与实验证明所提出的新型SVPWM可有效抑制PMSM转矩脉动。     

基于ANSYS的开关磁阻电机定子振动模态分析

分析电磁噪声产生机理及定子振动模态理论,基于有限元法的计算原理,利用软件ANSYSWorkbench中模态分析计算出SRM定子在无任何约束情况下自由振动的振型和固有频率,使固有频率避开主要力波频率,能有效降低因共振引起的振动噪声.     

SRD小信号模型的建立与根轨迹分析

介绍了SRD的系统组成,并根据SR电动机状态方程及基尔霍夫电压电流定律推导出8/6极四相SR电动机主电路数学模型,它给出了SR电动机电压斩波控制方式下的传递函数,利用小信号拢动法对非线性的SRD进行局部线性化,并结合PID控制技术导出SRD系统的传递函数,其目的在于可运用线性系统理论简化SRD闭环系统的分析;MATLA...     

基于相幅协调策略的PMSM大惯性负载滑模定位控制研究

针对驱动大惯性负载的永磁同步电机(PMSM)伺服系统在定位控制中存在定位精度差和动态响应滞后等问题,提出了基于离散电流矢量相幅协调控制策略的PMSM大惯性负载滑模定位控制的方法。将PMSM的定位过程按输出转矩最大、转矩脉动最小以及定位误差最小等控制目标分成若干控制阶段,从而协调控制离散电流矢量的相位和幅值来改善转矩的控制响应,并且引入滑模控制,在不同阶段根据控制目标设计不同的滑模面,来提高响应速度和控制精度。最后,通过仿真和实验,从短距离定位和长距离定位分别进行验证,实验结果表明该方法在大惯性负载下的PMSM定位控制中的高精度定位和快速响应效果。     

TWUSM振动模态鲁棒滑模观测器研究

考虑到行波型旋转超声电机（TWUSM）控制精度与定子两相振动模态有关,但其不易测量。因此,该文提出了一种具有参数鲁棒性的滑模观测器以实现优化定子振动模态。首先,分析定子两相振动模态及合成行波对TWUSM高精度控制的影响;其次,利用电机可测的电流、电压信号建立振动模态滑模观测器,分析TWUSM参数时变特征,并证明观测器的稳定性与鲁棒性;最后,通过仿真与实验对所提出的振动模态滑模观测器进行验证。结果表明,滑模观测器能准确估计两相振动模态,且具有参数鲁棒性。此外,基于观测结果改善驱动电压,实现定子振动模态优化,从而降低输出转矩脉动,提高电机控制精度。     

基于矩角控制的PMSM伺服系统仿真与设计

随着我国经济和工业水平的不断提高与发展,高性能、低功耗的伺服系统备受关注。以永磁同步电机(PMSM)为母机的伺服系统以其高性能比而受到诸多关注。以PMSM为控制对象,对交流步进传动中矩角控制方式应用于伺服系统的情况,进行了动态仿真研究与实际实验平台验证。仿真与实验结果表明,应用矩角控制方式的PMSM伺服系统具有良好的动态特性与定位特性,完全满足现代工业伺服系统中的高性能、低功耗的要求。同时,研究结果也为PMSM在高性能控制场合下的应用打下了坚实的理论与实验基础。