电动汽车永磁同步电机弱磁控制策略研究

永磁同步电机中的永磁体产生的磁场不可调节,受电动汽车车载电压所限,提高转速,增大调速范围,需要进行弱磁控制.基于永磁同步电机的数学模型,在基速以下采用MPTA(最大转矩)进行控制,基速以上通过弱磁控制,通过电流调节器的输出电流与限制电流比较,得到弱磁控制量,从而实现增大调速范围.实验通过MATLAB/Simulink下搭建仿真模型,结果验证了该方法的可行性.     

考虑磁饱和的永磁同步电机直接转矩控制系统设计

从磁饱和对内置式永磁同步电机交轴电感参数的影响这一方面,提出了一种考虑磁饱和的内置式永磁同步电机直接转矩控制系统中的电流幅值一定转矩最大的控制策略。磁饱和对内置式永磁同步电机参数的影响主要是由磁饱和状态下交轴电流引起交轴电感参数的变化。对交轴电感、交轴电流之间的关系作出假设,通过对考虑与忽略磁饱和内置式永磁同步电机进行数学分析、实验对比证明了此关系式的正确性进而提出了一种有效地精确的控制策略,为内置式永磁同步电机的控制策略的进一步研究提供了依据。     

车用内置式永磁电机直接转矩最大转矩比电流控制

内置式永磁同步电机因其高效率,高转矩密度等优点,适用于纯电动汽车的驱动。文章首先介绍了内置式永磁同步电机三相静止坐标系、两相静止坐标系及两相旋转坐标系下的数学模型。着重归纳总结了永磁同步电机直接转矩控制技术近年的进展,对比分析了几种直接转矩控制优化策略的特点。最后,基于最大转矩比电流算法建立了内置式永磁同步电机直接转矩控制的Simulink仿真,分析了传统直接转矩控制中转矩脉动的产生原因,探讨了永磁同步电机直接转矩控制未来发展方向及在纯电动汽车中的应用。     

基于模型预测策略的永磁同步电机最大转矩电流比控制优化

针对当前在采用最大转矩电流比(maximum torque per ampere,MTPA)控制策略的永磁同步电机双闭环矢量控制系统中,因外在负载或电机转矩突变,造成电流调节器因积分饱和而导致电机实际定子交-直轴电流无法快速跟踪给定的MTPA电流问题,提出一种基于模型预测控制原理的两矢量模型预测控制策略,来取代传统双闭环电机控制系统中的电流内环调节器。在分析永磁同步电机MTPA控制原理、电流内环调节器饱和原因的基础上,利用模型预测控制的非线性约束处理能力在每个采样周期内通过两电压矢量模型预测控制策略,获得更加准确的电压矢量。实现系统实时动态跟踪永磁同步电机MTPA轨迹的目标。仿真和实验结果表明,该控制策略在电机给定转矩或外在负载转矩突变情况下可实时跟踪MTPA给定电流的变化,电机定子电流未出现较大波动。     

车用电机控制器功能安全及主动短路分析

根据永磁同步电机的数学模型,求解了不同工况下永磁同步电机进入主动短路时的电流和转矩输出情况,揭示了主动短路电机输出与电机参数之间的数学关系,并通过仿真和实验进行了验证.从理论角度分析了主动短路作为安全关断方法的优缺点,提出了永磁同步电机主动短路状态下的电流计算公式,为电机控制器选择合适的功率器件提供了依据.     

内埋式永磁同步电机宽调速范围运行控制策略

为了改善内埋式永磁同步电机驱动系统的性能、效率和可靠性,提出了一套适用于其在宽调速范围运行下的控制策略。该文研究的调速系统采用转子磁链定向的矢量控制作为基本的控制策略,利用模型参考自适应系统对转子位置和转速进行估算。在低速域,采用单位电流最大转矩控制来降低电机定子电流幅值。而在高速域,利用过调制控制策略来增加脉宽调制(pulse width modulation,PWM)逆变器的电压传输比和永磁同步电机的转矩输出能力,同时采用弱磁控制策略实现永磁同步电机驱动系统高速稳定运行。研究了在过调制下的相电流重构技术对永磁同步电机高速域运行性能的影响,并讨论了从低速域的单位电流最大转矩控制到高速域的弱磁控制之间的无缝切换问题。仿真和实验结果证明了上述组合控制策略的可行性与有效性,实现了内埋式永磁同步电机驱动系统在宽调速范围的高性能控制。     

四轮驱动电动汽车永磁无刷轮毂电机转矩分配

四轮驱动轮毂电机电动汽车采用4个永磁无刷轮毂电机驱动,根据轮毂电机的反电势接近正弦波的特点,采用磁场定向控制方法可以实现最大转矩电流控制。该文在永磁同步电机磁场定向控制效率模型的基础上,提出了相同转速转矩下的多永磁同步电机系统效率模型,根据此模型证明了多永磁同步电机系统相同转速下转矩平均分配可使电机系统效率达到最优。将此结论应用到四轮驱动电动汽车轮毂电机转矩分配研究中,通过仿真和实车测试进行验证。仿真和试验结果证明,平均分配永磁无刷轮毂电机转矩可使整车效率最优。     

基于场路耦合永磁同步电机最大转矩电流比控制研究

针对永磁同步电机(PMSM)转速的精准控制问题,提出了一种基于电磁转矩的最大转矩电流比(MTPA)控制策略,并采用场路耦合仿真方法及实验验证了基于电磁转矩MTPA相对于基于定子电流MTPA和id=0控制等2种常用的控制策略,抗负载干扰能力更强,电机的动态性能更优,对电机的精准控制有一定的参考意义.基于电磁转矩MTPA控制策略根据电机实际转速与给定转速之间的差值,能够快速调节d轴电流,使得电机转速的超调量、峰值响应时间和响应时间均优于其他2种对比控制策略.     

内置式永磁同步电机最大转矩电流比控制及仿真研究

针对内置式永磁同步电机(IPMSM,Interior Permanent Magnet Synchronous Motor),在转子同步旋转坐标系下的数学模型进行了分析,提出了一种最大转矩电流比(MTPA,maximum torque per ampere)控制策略,以减小逆变器容量,同时采用SVPWM算法以减小转矩脉动。最后在MATLAB/Simulink环境下分别采用MTPA控制和id=0控制,对两种方法进行仿真并比较,仿真结果验证了所采用算法的有效性。     

不同定子磁链幅值给定下的永磁同步电机直接转矩控制

永磁同步电机直接转矩控制最常见的控制策略是定子磁链幅值恒定,而且通常情况下其大小等于永磁体磁链幅值。文中不仅对定子磁链幅值恒定进行了分析,还阐述了另外几种直接转矩控制的定子磁链给定策略,比如最大转矩电流比控制、单位功率因数控制和最大效率控制。基于永磁同步电机直接转矩控制的原理,文中逐步推导了这4种控制策略,并分析了它们的转矩控制的稳定性,提出了通过限制转矩最大值来限制电机定子电流的方法。Matlab/Simulink的仿真结果分别验证了控制策略的正确性。     

地铁车辆用永磁同步电机的转速控制

针对地铁车辆用永磁同步电机的运行特性,提出一种基于随机搜索优化算法的矢量控制方法;在对永磁同步电机数学模型分析的基础上,建立永磁同步电机矢量控制结构图;为了防止电机在转动过程中转矩出现较大波动,采用随机搜索算法优化控制系统中转速环以及电流环的比例积分控制器参数,实现永磁同步电机平稳运行;利用MATLAB/Simulink软件对提出算法进行仿真。结果表明,本文中提出的优化算法能够实现地铁车辆用永磁同步电机平稳运行,验证了算法的有效性。     

异频供电永磁推进电动机矢量控制的数学模型与仿真

针对一种有2套以上不同极对数定转子的特殊结构高功率密度永磁推进电动机,提出了一种新型的矢量控制方法。介绍这种电动机的结构,以2套极对数不同的定转子结构为例,建立了相应的永磁同步电机数学模型,介绍通过不同频率的电源对其供电实现矢量控制的原理,分析2套定、转子q轴电流给定值的分配和实现最大转矩/电流控制的方法,给出了整个控制系统结构框图。仿真结果表明,所提出的异频供电永磁推进电动机数学模型及矢量控制方法在理论上是可行的,其控制效果良好,2套极对数不同的定转子模块同时出力,起到了提高功率密度的作用。     

永磁同步电机直接转矩控制模型

根据永磁同步电机的数学模型,深入分析直接转矩控制方法的原理,在Matlab/Simulink平台上搭建永磁同步电机直接转矩仿真模型。仿真结果表明,该直接转矩系统转矩响应快,具有良好的动态性能,给直接转矩控制的永磁同步电机实际应用提供了理论依据和仿真参考。     

永磁同步电机DTC控制系统的仿真研究

分析了永磁同步电机的数学模型,在此基础上,利用MATLAB所提供的电气系统模块库构造一个永磁同步电机直接转矩控制系统的仿真模型,并对该系统的相关子模块进行了简单介绍,仿真结果验证了该模型具有较好的控制效果,同时易于实现。     

永磁同步电机矢量控制系统建模与仿真

基于永磁同步电机具有多变量、非线性的复杂特性,为研究需要,对其物理模型进行简化,建立了电机的数学模型及其基本方程.在矢量控制众多方法中采用最为简单的使直轴电流id=0方法进行研究,得到了基于转子磁场定向矢量控制下的电机电磁转矩方程.在Matlab/Simulink搭建整个系统仿真模型、转速和电流控制模块,并对这些模块进...     

车用内置式永磁同步电机损耗最小控制研究

降低内置式永磁同步电机的损耗,提高系统的效率,对于提高电动汽车的一次充电续驶里程具有重要意义。文中研究了计及铁损的内置式永磁同步电机损耗最小控制策略,与id=0及最大转矩比电流控制策略相比,电驱动系统效率有所提高,系统仿真和实验验证了所研控制策略的有效性,该控制策略在新能源电动汽车上有较好的应用价值。     

一种减少永磁同步电机转矩脉动方法

对内埋式永磁同步电机直接转矩控制系统特性进行了深入研究.针对内埋式永磁同步电机直接转矩控制存在较大脉动转矩的缺点,提出了一种新的永磁同步电机直接转矩控制策略.以减小转矩脉动为目标引入模糊逻辑思想,将磁链偏差和磁链偏差的变化率进行了合理的模糊分级,模糊调节选择电压矢量和反电压矢量作用时间.这种方法可以保持恒定的开关频率并有效地减小转矩脉动.为了获得高性能的无速度传感器内埋式永磁同步电机控制系统,设计了一种无速度传感器方案.最后,通过仿真验证了所提控制策略的有效性.     

基于d轴电压的永磁同步电机转子位置校正

由于永磁同步电机齿槽转矩的存在、低速反电动势难以检测以及检测算法的复杂性,导致现有转子初始位置检测普遍存在一定误差。为了减小转子位置检测误差,提出了一种基于调整d轴电压校正转子初始位置的方法,借助永磁同步电机数学模型,对该方法进行了深入的理论分析,利用Matlab/Simulink建立了仿真模型,验证了该方法的可行性。并进一步搭建实验平台,实验结果表明该方法能够有效校正永磁电机转子初始位置,实现了永磁同步电机控制系统的可靠稳定运行。     

永磁同步电机直接转矩预测控制研究

由于硬件条件的限制和采样控制的延迟,永磁同步电机直接转矩控制存在着转矩脉动大、响应速度慢的缺点。为此,本文对永磁同步电机的数学模型做了一些简单代换,并构建了以转矩和磁链幅值平方为状态变量的方程;详细分析延时状况下电机的工作状态后,将直接转矩控制和矢量控制结合起来,提出了新的预测算法;最后仿真验证了该控制策略确实可以减小转矩脉动,提高转矩稳定性。     

观测器补偿的永磁同步电机电流环多变量滑模控制

永磁同步电机电流环具有强耦合特性,提出了一种基于观测器补偿的多变量滑模电流环控制策略。该方法建立了一个含有不确定量的电流环控制模型,提出一种多变量滑模控制实现永磁同步电机的d-q轴电流解耦控制,可获得很好的电流响应性能;针对电机系统的参数摄动、负载扰动等因素,设计一种降阶观测器实现速度扰动补偿方法。同时,构造李雅普诺夫函数从理论上分析了系统稳定性的条件。经过永磁同步电机实验平台验证,与常规PI控制策略相比,本文所提出的方法获得更快的电机调速能力,更高的调速稳态精度,同时d-q轴电流响应过渡过程更短且精度更高。