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.     

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。     

轴向磁场磁通切换永磁电机矢量控制

为了研究轴向磁场磁通切换永磁(AFFSPM)电机在恒转矩和恒功率区域的运行性能,分析了AFFSPM电机的结构特征,推导了AFFSPM电机的数学模型.基于矢量控制建立了AFFSPM电机的驱动系统.在恒转矩区域,采用了最大转矩电流比(MTPA)控制策略,并与id=0控制进行了对比;在恒功率区域,采用了一种基于电感补偿且保持q轴反电势不变的弱磁控制策略,并与普通弱磁控制进行了对比.仿真与实验结果表明,MTPA控制可以减小AFFSPM电机的铜耗.基于电感补偿的弱磁控制可以拓宽AFFSPM电机的恒功率运行范围,提高了AFFSPM电机运行性能,且AFFSPM电机轴向长度短、转子结构简单,因此比较适合用作电动汽车轮毂电机.     

永磁同步电机三闭环系统仿真与实验研究

介绍了永磁同步电机矢量控制系统三闭环结构的原理,即电流环、速度环和位置环.采用了id=0的控制算法,同时在Matlab环境下建立了系统三闭环仿真.仿真结果表明:永磁同步电机矢量控制系统具有较好的动态响应特性;以TI公司的TMS320F2812数字信号处理芯片为核心实现的三闭环实验表明id=0的三闭环控制算法简单有效.     

电动助力转向系统永磁同步电机控制建模及仿真

在深入分析永磁同步电机(PMSM)数学模型的基础上,结合电动助力转向(EPS)系统的结构与助力电机的助力特性,以永磁同步电机为助力电机,提出采用电流滞环跟踪控制策略.借助Matlab/Simulink软件平台,分别建立助力永磁同步电机及电流滞环跟踪控制系统仿真模型,以此为对象研究当某A0级轿车处于低速、中速和高速时在该控制策略下助力电机输出扭矩的可行性及采用该控制策略的响应速度与抗干扰能力.通过其仿真结果验证了该控制策略的可行性、有效性.     

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。     

考虑磁场饱和的电动汽车用永磁电机控制仿真

针对电机弱磁控制系统中电机参数选取单一,没有考虑到电机不同工况下的参数变化,而导致没有充分利用电机性能的问题,研究了交直轴电感变化对弱磁控制系统的影响.以一台电动汽车用永磁同步电机为例,分别建立了电机的二维磁场模型和在不同矢量控制方法下的数学模型.根据交直轴磁链方程,考虑交直轴磁路耦合对磁场饱和的影响,利用有限元法计算了不同交直轴电流下的交直轴电感.将得到的电感矩阵代入id=0控制、弱磁控制等矢量控制系统中,比较在不同控制方法下考虑磁场饱和与不考虑磁场饱和的电机控制特征量.结果表明考虑磁场饱和的弱磁控制系统能够更充分地利用电机的性能,同时在仿真中能更准确地计算电机性能.     

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.     

无速度传感器永磁同步电机预测电流控制策略

针对传统控制中电流环采用PI调节器存在的延时,基于永磁同步电机数学模型推导无差拍预测电流控制模型,利用预测电流控制提高系统暂、稳态性能.在此基础上,针对预测电流控制对于电机参数变化高敏感性的特点以及机械传感器测速成本高、精度低的问题,引入鲁棒因子,并利用波波夫稳定理论推导了控制系统模型参考自适应转速估算模型,设计了无速度传感器永磁同步电机预测电流控制系统.搭建控制系统Matlab仿真模型和电机对拖实验平台,仿真与实验结果的一致验证了所采用控制策略的有效性,表明该系统具有较高的转速辨识精度以及良好的动稳态特性.     

基于Matlab/Simulink表面式永磁同步电机控制系统仿真研究

基于表面式永磁同步电机数学模型和磁场定向控制,利用Simulink工具箱搭建了表面式永磁同步电机控制系统的速度和电流双闭环仿真模型,验证了id=0控制算法,以及该模型的有效性。     

直接转矩控制在煤矿带式输送机上的应用研究

针对煤矿带式输送机传统驱动方法存在的启动冲击电流大、效率低下的问题,对直接转矩控制方法在带式输送机上的应用进行了研究。介绍了直接转矩控制原理,组建了模拟带式输送机电机运行的直接转矩控制实验系统,实验结果证明:直接转矩控制应用到带式输送机电机驱动系统中,具有启动冲击电流小、低速大扭矩和效率高的优点,具有良好的应用前景。     

直接转矩控制系统低速下转速特性的研究

针对直接转矩控制技术控制下的异步电动机在低速时存在较大转速脉动,提出了一种新的控制方案.该方案是基于直接转矩控制的原理,在异步电动机低速时,保证输出负载不变,减小定子电压矢量幅值,提高非零电压矢量的作用效果,可以降低转矩低频脉动,提高直接转矩控制系统低速下转速的控制特性.最后给出了控制机理及有效改善转速脉动的仿真图形.     

三相交流电机直接转矩控制研究

目的给直接转矩控制的三相交流电机工程设计提供理论依据及必要的仿真模型。方法根据三相交流电机数学模型,深入分析了直接转矩控制方法的原理,并对传统的磁链划分法进行了改进,在MATLAB/SIMULINK平台上搭建了交流电机直接转矩控制仿真模型。结果仿真结果表明,该直接转矩控制系统响应速度快,具有良好的动稳态性能。结论直接转矩控制系统结构简单,控制精度高,可满足实际工程中交流调速的高性能要求。     

全微机化DTC变频调速系统

异步电动机直接力矩控制（DTC）是一种新的高性能交流调速系统，本文介绍了用8098单片机实现的全微机化DTC控制系统，提出了一种简单、实用、高精度的电动机转速数字检测方法，在VMOS变频器上对系统进行了实验研究，结果表明该系统不仅结构简单，性能也不亚于矢量控制的变频调速系统。     

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。     

异步机轻载节能装置

本装置优越于按功率因数控制的或按负荷及速度控制的节能装置，其特点，一是使用电压跟随电流的原理维持电机在空载与满载时转差基本不变，电机功率因数几科不随负载变化，铁损与铜损保持一定关系，使电机在空载时有效高效率。二是使用小可控硅角发大可控硅，这样整个电路功率小，损耗小，结构简单。     

同步磁阻电机直接转矩稳定控制研究

传统同步磁阻电机控制方法需解耦控制,实现过程复杂,且在低速范围内无法保证电机的稳定性。为此,针对低速范围环境,提出一种新的同步磁阻电机直接转矩稳定控制方法。建立同步磁阻电机数学模型和转子的机械运动方程。对电机端电压与电流进行测量,采用坐标变换,将其转换至两相静止坐标系,求出定子磁链、电磁转矩以及转速。将得到的定子磁链与转矩和既定值相比,通过查表确定适宜的电压空间矢量,完成同步磁阻电机直接转矩稳定控制。在低速范围内将扇区分成正负两个对等部分,施加不同电压矢量,从而获取新的电压矢量选择表,保证控制稳定性。实验结果表明,所提方法能够优化低速范围内电流畸变与平均转矩脉动大的弊端;在加速与转速突变状态下,可快速平稳地变化;磁链幅值与转矩值稳定。     

基于铜损等于铁损的异步电动机最佳效率控制

提出了一种异步电动机最佳效率的控制方法，该方法从电机的损耗模型出发，直接检测电机的铜损和铁损，调整电机子端的输入电压，从而得到在一定频率，不同负载时电机运行于最佳效率的输入电压值，使电机保持最佳效率运行。并用MATLAB的SIMULINK仿真工具进行了仿真实验，结果表明，该控制方法直接，简单，能够达到很好的节能效果。     

ISG并联混合动力轿车最优转矩分配策略

能量管理策略对混合动力汽车燃油经济性的改善具有关键作用。因为ISG混合动力轿车发动机转速不是受控变量,转矩成为能量管理策略惟一的控制变量,使其实质为转矩分配策略。考虑动力总成部件之间能量传递转换效率得到电机等效燃油消耗量,由此得到不同待选分配点动力总成等效燃油消耗率,以动力总成等效燃油消耗率最小化为原则优化转矩分配,使整车燃油经济性达到最优。通过离线计算,使转矩分配成为根据整车需求转矩、发动机转速和超级电容电压进行简单查表的过程,解决了计算量大的缺点,方便了实际应用和实时控制。建立整车和控制策略模型进行仿真计算,基于中国乘用车城区瞬态循环,与传统逻辑门限值分配策略相比,整车燃油经济性改善提高了5.2%。