车用内置式永磁同步电机效率优化控制综述

降低永磁同步电机的损耗,提高系统效率,对提高电动汽车一次充电续驶里程具有重要意义。文章调研了国内外永磁同步电机效率优化控制的进展,分析了不同控制策略的优缺点,总结归纳了效率优化控制的几种类型,并指出基于电机模型的损耗最小控制策略具有广阔的发展前景。     

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。     

车用内置式永磁同步电机励磁电流补偿弱磁控制策略研究

为提高车用内置式永磁同步电机的调速范围,实现高速巡航能力,论文深入研究了内置式永磁同步电机带励磁电流补偿的弱磁控制新策略。首先,分析了带励磁电流补偿的弱磁控制原理,其次,在Matlab/Simulink仿真平台上搭建了系统仿真模型。最后,对控制系统进行了仿真,仿真结果表明,所研究的控制策略能够实现恒转矩区至恒功率区的平滑过渡,动态响应快,并提升弱磁升速能力,为提升车用内置式永磁同步电机的应用具有一定的借鉴意义。     

城轨牵引永磁同步电机驱动系统效率优化控制

针对城轨牵引内置式永磁同步电机直接转矩控制(IPMSM-DTC)系统存在谐波电压电流,引起电机铁芯损耗和铜损,降低系统运行效率的问题,提出基于开关频率优化的效率优化控制策略,选择自适应滞环宽度,采用零矢量象限间交错分布的优化方法,利用功率器件开关频率,优化PWM脉冲序列中零矢量;开发基于STM32F103嵌入式微控制器的效率优化控制系统.实验结果表明:该方法可以抑制逆变器输出电压电流谐波,减小开关次数,降低开关电流,从而减少电机铁芯损耗和铜损,提高系统效率,并改善系统的动态性能.     

一种车用永磁同步电机实验平台研究

永磁同步电机凭借其诸多的优点被很多电动汽车厂商用作汽车驱动系统的驱动电机,永磁同步电机已成为电动汽车的主要驱动电机之一。该文提出了一种车用永磁同步电机实验平台的建设思路和方法,该平台可进行电机无传感器控制和相关的控制算法及控制策略的研究。     

车用内置式永磁同步电机弱磁控制研究

为提高车用内置式永磁同步电动机的调速范围,本文研究了弱磁控制策略,并在MATLAB/Simulink平台上建立了内置式永磁同步电机弱磁控制系统仿真模型,并进行了高速区弱磁控制系统仿真,仿真结果表明系统有较宽的调速范围,为高速巡航及超车等工况的进一步研究提供一定的借鉴意义.     

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MRAS无位置传感器的永磁同步电机矢量控制研究

针对内置式永磁同步电机空间矢量脉宽调制系统在高速域控制效果较差的问题,提出一种改进型模型参考自适应的无位置传感器控制策略.该策略通过构建可以识别转子转速和转子位置的无位置传感器模型,设计合适的自适应律估算转子转速,从而得到参考模型与可调模型办理出信号的误差,以实现对永磁同步电机更优良的控制.仿真结果表明:在中高速转速下,采用MRAS无位置传感器模型使内置式永磁同步电机转速控制系统发挥更好的动、静态性能,从而改善矢量控制方法在高速域性能的不足.     

电动汽车用永磁同步电机超前角弱磁控制

提出了一种电动汽车用内置式永磁同步电机超前角弱磁控制方案,实现了高倍、平滑扩速和降低控制系统成本的目的.该控制方案以电机端电压对变频器直流母线电压的利用率为基础,通过构建一个新的电压指数外环,从而确定定子电流矢量角的偏移度,最终实现弱磁扩速的目的.该方案弱磁过渡平滑,且与电机参数无关,并能实现电动汽车用永磁同步电机的高...     

基于改进自适应扰动观测的最大转矩电流比控制

针对内置式永磁同步电机(IPMSM)的最大转矩电流比控制(MTPA)受电机参数变化影响的问题,提出一种改进的自适应扰动观测的MTPA控制策略.该方法以定子电流矢量角作为扰动量,比较控制系统前后两个时刻的电流幅值大小,确定搜索方向.将自适应PI控制融入扰动观测法中,跟踪系统随机选择相应的扰动步长,解决动稳态性能,提高精度和系统运行效率,克服传统MTPA控制方法对电机参数依赖性、提高系统整体效率优化和电流矢量角搜索精度.考虑外界因素对电感和磁链等参数变化的影响,得到内置式永磁电机(IPMSM)dq轴下最优电流矢量角.仿真和试验结果表明,所提方法具有一定的有效性.     

电动汽车用永磁同步电机模糊直接转矩控制

为了提升电动汽车电机驱动系统的动态性能和稳态效率,本文提出了一种基于电动汽车行驶模式切换的永磁同步电机(PMSM)模糊直接转矩控制策略。在分析电动汽车行驶模式的基础上,对传统PMSM直接转矩控制(DTC)系统进行了改进,采用模糊控制器取代传统DTC系统中的滞环比较器和电压矢量选择器。针对不同的行驶模式,分别设计了相应的模糊控制规则和控制器。在Matlab/Simulink中搭建了PMSM模糊DTC系统模型。仿真结果表明:所设计的PMSM模糊DTC策略与传统DTC相比,PMSM驱动系统不仅转矩动态响应速度快,转矩脉动小,而且其高速运行时的稳态效率提高了10.26%。     

电动汽车永磁同步电机制动能量回收研究

采用内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)对电动汽车进行制动能量回收研究. 首先结合电机驱动与制动原理,提出应用于矢量控制技术中的最大转矩电流比控制策略(maximum torque per ampere,MTPA)、恒转矩弱磁控制策略、恒功率弱磁控制策略. 进而分析了电机在采用MTPA控制下的输入功率特性,求出最大回馈功率转矩线,并制定出合理的再生制动方法. 再结合电动汽车几种典型的制动力分配策略,提出采用最大化制动力分配策略. 最后在Simulink环境下搭建了整车模型对所提出的制动分配策略进行仿真,仿真结果验证了所采用的制动分配策略的有效性.     

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。     

车用内置式永磁同步电机SPWM控制系统建模及仿真

为提升车用永磁同步电机控制系统性能、降低开发成本,文章研究车用永磁同步电机控制系统SPWM矢量控制策略,建立系统仿真模型并进行了仿真,仿真结果表明,车用永磁同步电机SPWM矢量控制系统,有较好的动稳态性能,为进一步研究提升车用永磁同步电机系统的性能,具有一定的借鉴意义。     

车用永磁同步电机功率闭环扭矩控制方法

针对永磁同步电机磁链参数易受环境温度、定子电流等参数影响的情况,研究了表贴式永磁同步电机(SPMSM)和采用i_d=0控制的内置式永磁同步电机(IPMSM)功率、扭矩与磁链的联系,提出了一种基于功率闭环的在线辨识磁链实现精确扭矩控制的策略,并进行了仿真和实验分析. 结果表明,提出的策略能使永磁磁链快速、准确地收敛到磁链真实值,从而提高车用电机驱动系统的动态性能和抗干扰能力.      

车用永磁同步电机控制系统实验平台开发

为研究车用驱动电机控制策略的有效性,本文开发了基于DSP2812的车用永磁同步电机控制系统实验平台.实验平台由硬件系统和软件系统两大部分组成,其中,硬件系统包括主电路、控制电路和驱动保护电路,软件系统包括下位机程序和上位机调试程序,实验平台通过上位机调试界面监测电机运行状态,并可直接修改下位机程序相关参数,使得验证永磁同步电机高性能控制策略十分便捷.最后,在实验平台上测试了永磁同步电机最大转矩比电流矢量控制策略,得出转速响应曲线和电机控制精度图,利用此平台进行实验,参数修正容易,调试方便,为研究车用永磁同步电机高性能控制策略奠定了实验基础.     

基于改进型自抗扰控制器的永磁同步电机的低速控制

为了实现永磁同步电机(PMSM)低速时的精确控制,提出了一种基于模糊PID的ADRC控制策略.即用模糊PID控制器取代传统ADRC的非线性误差反馈律(NLSEF)来抑制系统的误差,进行最优永磁同步电机低速域的控制.通过对基于模糊PID的自抗扰(ADRC)控制策略的永磁同步电机低速域的仿真,结果表明该控制策略具有更好的抗干扰能力和鲁棒性.     

基于模糊PI控制具有升压电路的永磁同步电机调速系统

为了改善内置式永磁同步电机（IPMSM）调速系统的动态抗扰性能，在利用常规比例积分（PI）调节的基础上提出了模糊PI复合控制的方法，用于电机转速控制和直流母线电压控制．分析了具有升压电路并由脉宽调制型（PWM）逆变器驱动的永磁同步电机调速系统的结构和特性,通过仿真和实验结果，可以证明这种基于模糊PI复合控制、具有升压电路的永磁同步电机调速系统可实现电机的平滑宽调速，并具有良好的动、静态特性。     

电动汽车永磁同步电机遗传优化鲁棒控制

针对电动汽车车用永磁同步电机的车速跟踪问题以及由复杂路况引起的负载扰动问题,设计了一种鲁棒遗传优化控制器。构建了电动汽车车用永磁同步电机的动态数学模型,根据电机的动态数学模型结合解耦技术建立了交轴电流环传递函数。为使电动汽车获得较小的干扰波动和卓越的车速跟踪性能,利用遗传算法优化鲁棒H∞控制器中的加权函数。仿真结果表明,即使在系统外界干扰存在的情况下该控制器仍能保证整个闭环系统的稳定。该方法可以减小汽车行驶过程中的车速跟踪误差,提高整个系统的抗干扰性能和鲁棒性。