永磁同步电机在轨道交通牵引系统中的应用及特点

由于体积小、重量轻、效率高、功率密度高的特点,永磁同步电机近年来受到轨道交通行业的密切关注。本文阐述了永磁同步电机的发展应用概况、结构特点及技术特点,为永磁同步牵引系统的研究应用提供了参考,以积极推动我国永磁同步牵引系统的技术发展。     

我国轨道交通技术发展的现状与节能技术研究

基于我国轨道交通技术的研究发展现状进行详细讨论和技术展望.首先,介绍我国轨道交通技术的发展现状.然后,在国内外文献研究的基础上,结合中国轨道交通发展的实际情况和自身特点,针对具体的牵引传动技术、节能技术等可能面临的技术难题,提出一些分析建议;从功率密度、能耗、噪声和轻量化等几个方面对永磁同步电机和目前的主流异步牵引电机进行了比较,指出绿色高效的永磁同步牵引系统技术将成为下一代牵引系统的发展方向.最后,在综合考虑轨道交通发展趋势及设计原则的基础上,指出中国轨道交通可能面临的重大技术挑战,针对应对策略和改进措施的研究提出一些明确的建议.     

永磁同步电机无速度传感器的直接转矩控制系统

提出了一种基于降阶观测器的无速度传感器控制方法,用于永磁同步电机直接转矩控制系统的转速辨识.该方法将永磁同步电机的降阶运动电动势观测器与模型参考自适应系统(model reference adaptivesystem,MRAS)进行有机的结合,选取永磁同步电机电压方程作为参考模型,永磁同步电机降阶状态方程作为可调模型.理论分析和仿真结果表明,所提出的永磁同步电机无速度传感器直接转矩控制系统的转速辨识方法具有较强的鲁棒性和优越的动静态性能.     

新型有轨电车用双定子永磁同步驱动电机的设计

驱动电机是有轨电机牵引传动系统的核心部件,要求电机体积小、重量轻、可靠性高.永磁同步电机由于其低损耗和高功率密度的特点作为驱动电机使用有很大的优势.设计了一台新型结构的55 kW双定子永磁同步电机,对其进行了空载和负载状态下的仿真,证明了设计方案的可行.将双定子与单定子结构永磁同步电机进行对比分析,表明双定子电机拥有高功率质量密度和功率体积密度的优点.而且双定子电机还有故障状态下具有容错运行能力的特点,为现代有轨电车驱动用双定子永磁同步电机的设计与研究打下了基础.     

永磁同步电动机新型模糊PI控制器的设计

为提高永磁同步电动机控制系统的抗扰性能,设计了一种新型的模糊PI控制器.该控制器包括模糊控制器和PI控制器,采用模糊开关选择器根据系统的状态实现不同控制器之间的切换,实现简单.将该新型控制器用于永磁同步电机控制系统中,仿真结果表明:与传统PI控制永磁同步电机伺服系统相比,永磁同步电机模糊PI控制系统鲁棒性强、响应快、对被控对象参数变化具有较好的适应能力.     

永磁同步电动机 在矿用蓄电池电机车上的应用

永磁同步电动机有传统电机不具备的很多优点。本文分析了永磁同步电机的优点,设计了一款矿用永磁同步电机并应用于实际生产。     

混合动力汽车中的动力驱动系统的研究

混合动力汽车作为解决汽车节能、降低排放的措施,已广泛受到关注。电机驱动系统作为混合动力汽车中一个重要的部分也作为重要的研究对象。该文以混合动力汽车中的动力系统永磁同步电机控制系统作为研究对象。对各种可适用于混合动力汽车的牵引电机特性进行了比较,选择了永磁同步电机作为混合动力汽车的驱动电机。然后在Matlab/Simulink下建立应用于混合动力汽车的永磁同步电机调速系统仿真模型,并对仿真结果做分析研究。     

基于DSP交流永磁同步伺服控制系统

本文主要介绍应用TI公司的新一代低功耗、高速、高精度的DSP芯片——丁MS320F2812为控制核心的交流永磁同步伺服控制系统，文中介绍了三相永磁同步电机数学模型，空间矢量控制原理，控制系统的硬件组成和系统软件的实现。     

12位A/D转换器AD7266在永磁同步电机伺服控制系统中的应用

随着电力电子技术、微电子技术的发展,交流伺服系统逐渐成为工业伺服系统的主流。在研制永磁同步电机伺服控制系统中,使用AD7266对永磁同步电机的各相电流反馈信号进行采集,采样精度及稳定性令人满意。     

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。     

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Simulink永磁同步电机伺服系统矢量控制

永磁同步电机（PMSM）伺服系统的速度环和电流环具有非线性耦合特性,需要进行电流解耦控制．因此,根据矢量控制的原理实现了该系统的线性解耦．通过对永磁同步电机数学模型分析,建立基于Simulink伺服系统矢量控制仿真模型．仿真结果表明,建立的系统耦合模型具有良好速度控制特性,并对永磁同步伺服耦合系统设计具有指导价值．     

基于逆控制的永磁同步电机速度伺服系统

针对永磁同步电机系统解耦性能,提出一种逆控制的新型控制策略,应用逆系统方法对永磁同步电机进行解耦控制研究.通过对永磁同步电机的数学模型可逆性分析,将永磁同步电机系统解耦成二阶线性转速与一阶线性定子电流两个低阶的线性子系统.仿真结果表明,控制方案具有优良的动态和静态性能,且对负载变化具有较强鲁棒性.     

电梯用永磁同步电动机控制系统的仿真

本文研究了电梯用的正弦波永磁同步电机控制系统的仿真分析.分析了永磁同步电机用于矢量控制的数学模型,并建立了基于其数学模型的电机控制仿真软件包.通过对PI控制方法的仿真实验,去验证所开发的电梯用的永磁同步电动机驱动系统具有良好的性能,能够很好地满足电梯性能要求.     

中心部分分段Halbach永磁同步轮毂电机解析计算与优化设计

针对永磁同步轮毂电机转矩脉动和涡流损耗大的问题，提出一种主磁极中心部分分段结构。采用Halbach充磁方式，永磁体主磁极中心部分分段，边界磁极与主磁极不等宽不等厚。首先，在二维极坐标系下构建解析模型，采用精确子域模型法，对解析模型在空载、电流源激励及负载下的气隙磁密和转矩进行计算。其次，建立10极12槽永磁同步电机模型并对其进行有限元仿真验证，提出一种分级优化方法，对电机结构参数进行优化，从而达到降低永磁同步电机气隙磁密谐波畸变率、转矩脉动及涡流损耗的目的。最后，与相关8种磁极结构永磁同步电机模型的各项电磁性能展开对比。结果表明：分级多变量多目标优化算法提高了优化效率与精度；十字型主磁极中心部分分段Halbach永磁同步电机可以显著减小涡流损耗，有利于牵引电机过载运行；H型主磁极中心部分分段Halbach永磁同步电机可以显著降低转矩脉动，提高电磁转矩和机车稳定运行能力。     

永磁同步电动机的驱动控制

1 永磁同步电动机的状态空间模型 众所周知,分析同步电机,通常采用以转子速旋转的d、q、o系统最为合理(见图1)。图1示出了二极同步电机的空间坐标示意图。     

MATLAB／SIMULINK永磁同步电机矢量控制系统仿真

永磁同步电机矢量控制系统在工业控制、医疗等众多领域具有广泛的应用前景。基于MATLAB/SIMULINK环境,采用模块式的结构,分别对PI(Proportion Integration)调节、速度环调节、dq/αβ变换、SVPWM (Space Vector Pulse Width Module)波产生、主回路和整个系统模型进行了仿真研究。采用Scope空间对定子电流、转子转角和转子转速、以及转矩进行观察,及时调整系统模型参数,使系统性能达到最佳化,实现了永磁同步电机矢量控制和正反转调速。结果表明,该系统具有启动快、过载能力强和调速特性好等特点,为永磁同步电机矢量控制系统设计与实现提供有效方法,可明显缩短开发周期,在实现永磁同步电机高精度的控制和节能控制方面具有实际意义。     

基于EKF的永磁同步电机的磁链在线监测

在永磁同步电动机中,永磁同步电动机的性能、效率和稳定性受到永磁体磁性的直接影响．为保证永磁同步电机的高鲁棒性,需要对永磁同步电动机中的永磁体信息进行实时在线监测．本文选择旋转坐标系下的定子电流和永磁体磁链为状态变量,建立一个能够实时提供准确永磁体磁链信息的EKF（扩展卡尔曼滤波器）系统．仿真结果验证了该算法的可用性并表明EKF滤波系统能准确地在线监测出磁链信息．     

永磁同步电机非线性控制策略研究

永磁同步电动机由于具有高功率密度、运行性能优良等特点,在驱动控制领域得到了广泛应用。高性能的电机驱动系统必须具备快速准确的响应和良好的抗干扰性能。因此,利用非线性控制的方法提高系统性能是很有必要的。考虑到永磁同步电机是一个复杂耦合的非线性系统,本文采用了直接反馈线性化方法,从而实现PMSM系统的输入输出线性化,实现高性能控制。通过仿真验证了该方法的有效性。     

基于ANSYS的永磁直线同步电机的电磁仿真与分析

电磁场分析计算是电机设计的重要前提,应用ANSYS有限元分析软件对一台永磁直线同步电机电磁场进行分析．通过ANSYS软件的仿真与分析,获得永磁直线同步电机内部电磁场分布特点和规律,再结合麦克斯韦应力张量法和虚功法对永磁直线同步电机进行推力分析,为改善永磁直线同步电机的推力波动提供重要的理论基础．