一种精确的永磁同步电机数学模型及仿真模型的研究

通常在建立永磁同步电机的数学模型时,为了便于分析,都忽略了电机的铁耗.但在实际电机中铁耗总是存在的,并在电机的总损耗中占很大的比重.为此对永磁同步电机的铁耗数学模型和仿真模型进行了研究,建立了一种在d-q坐标系下永磁同步电机的铁耗数学模型.利用Matlab6.5/simulink5.0的强大功能,建立了永磁同步电机的仿真模型.为了验证仿真模型的正确性.采用转子磁场定向矢量控制进行了仿真验证,并对线性模型和铁耗模型进行了仿真比较.仿真结果证明,考虑铁耗的电机模型更能体现实际电机,用它来研究电机的动态性能更能反映电机的真实情况.     

基于RT-LAB永磁同步风力发电系统的实时仿真

为提高风力发电系统模拟的准确性和有效性,通过RT-LAB实时仿真器建立直驱式永磁同步风力发电机模型,包括风力机模块、最大风能捕获模块、功率跟踪模块、永磁同步发电机及背靠背PWM变频器主电路模块、SVPWM矢量控制模块等。采用机侧转子磁链定向控制与网侧直接功率控制,实现对发电机转子转速的跟踪和网侧并网的要求,分析风力机故障输出转矩急剧变化时对并网电流的影响。仿真实验表明:系统总超时数达到实时控制的要求,实验结果与理论分析一致,证明仿真系统的有效性。     

基于载波实现的多电平SVPWM调制策略

为了降低多电平电压空间矢量调制(SVPWM)在实际应用中的复杂性,改善多电平变换系统的实时性.通过结合载波移相和载波层叠两种调制策略的优点,提出一种基于载波实现多电平SVPWM调制策略,不仅能够提高直流利用率,减小输出电压谐波成分,而且能大幅改善算法的计算复杂度,并且计算量不会随着电平数的增多而增加,因此可以方便扩展至任意电平.此外,新的调制策略可以保证单元箱之间的功率均衡,维持现有多电平结构中模块化的优点.最后,通过仿真和实验,验证了本文提出调制策略的有效性.     

大功率逆变器混合脉宽调制策略研究

对于大功率牵引传动系统来说,逆变器通常采用高压大电流开关器件,开关频率往往较低(1 kHz),针对现有的过调制策略及中频区段采用中间60°SPWM调制方式的混合调制策略存在的不足,本文提出了一种中频区段采用优化同步SHEPWM调制方式的逆变器混合脉宽调制策略,且实现了SVPWM异步调制、分段同步调制、优化同步SHEPWM调制及方波工况之间的平滑过渡,仿真和实验结果验证了该调制策略的正确性和有效性.     

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。     

基于 Markov 链的三电平逆变器随机 SVPWM 控制方法

针对SVPWM调制中固定开关频率所引起的电磁污染问题,提出一种基于Markov链的随机SVPWM控制技术.通过Markov链得到逆变器的随机调制频率,与其他随机SVPWM调制方法相比,该调制频率在期望中心频率周围能够更加均匀地分布,输出电压频谱更加均匀且谐波畸变率有所减小,因此减小了系统的电磁干扰,改善了系统的电磁兼容性.基于SIMULINK的仿真实验验证了基于Markov链的随机SVPWM调制方法具有优越性.     

基于Maxwell/Rmxprt的直驱永磁风力发电机设计及仿真

为设计海上风电场高性能直驱永磁同步发电机,文章研究了360kW/690V直驱永磁同步发电机的设计及仿真,分析了直驱永磁同步风力发电机的结构特点及设计方法。按电机相似性原理,参照同类3kW/400V发电机设计方案,设计了360kW/690V表贴式永磁同步发电机,同时在定、转子结构上引入斜槽与斜极结构,以优化发电机性能,并在Maxwell/Rmxprt下进行了电机结构优化前后的参数计算与性能分析。通过Maxwell 2D仿真,对比电机优化前后的空载性能,仿真结果表明了所提优化性能方案的有效性。     

考虑铁耗时永磁同步电机的转子磁场定向矢量控制

提出了基于Matlab考虑铁耗的永磁同步电机(PMSM)控制系统仿真建模方法.在Matlab/Simulink环境下,构建了考虑铁耗时永磁同步电机转子磁场定向矢量控制的仿真模型.仿真结果证明了该系统模型的可行性,并验证了其控制算法,为实际的永磁同步电机控制系统设计和调试提供了一种新的方法和手段.     

SVPWM的调制函数与谐波分析研究

基于规则采样法,推导了SVPWM调制函数在线性调制区的解析表达式。其傅里叶分析表明,SVPWM实质是对在三相正弦波中注入零序分量的调制波进行规则采样的变型SPWM.在Matlab/Simulink环境下建模仿真。仿真结果表明,输出电压谐波主要集中在开关频率及其整数倍附近;随调制比增加,低次谐波增加,高次谐波减小,总畸变率降低。     

基于Matlab/simulink直驱型永磁风力发电机控制系统仿真研究

本文以直驱永磁风力发电机的风力发电系统作为研究对象,研究风力机和永磁同步发电机的工作原理,以及实现最大风能捕获的控制策略,并在Matlab/Simulink环境下搭建了整个仿真系统的模型.仿真结果表明,选择的控制策略及搭建的仿真模型在阶跃变化的风速下,能实现最大风能捕获.     

永磁同步电机直接转矩控制系统的改进

介绍了一种恒定开关频率的永磁同步电机直接转矩控制方法,通过定子磁链及幅值给定、定子电流来计算在恒定开关周期内加在电机定子绕组上的电压,采用空间电压矢量调制方法使逆变器的开关器件处于恒定的工作频率.开关频率越高,其控制性能越好.仿真结果验证了方法是有效的.     

五相PMSM相邻两相开路故障容错控制策略

相永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)发生相邻两相开路故障会导致驱动系统不稳定运行，针对这种故障状况，提出一种基于空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation, SVPWM)技术的容错控制策略。首先构建永磁同步电机数学模型；进而为使机电能量实现平稳转换，重新构建降阶变换矩阵，得到故障后剩余相容错电流表达式；然后利用SVPWM技术，计算故障下空间电压矢量，建立6个扇区，进行目标矢量合成，进而计算相应基本合成电压矢量的作用时间，并给出对应扇区的空间电压矢量选择顺序；最后进行Matlab/Simulink仿真验证，仿真结果与理论计算一致，有效验证了所提SVPWM容错控制策略的正确性。利用该容错控制策略，五相永磁同步电机在故障状态下的运行性能得到明显改善，电机实现稳定运行。所提控制策略与传统电流滞环跟踪脉宽调制(pulse width modulation, PWM)控制方式对比分析，证明所提策略存在优越性。     

新的基于内置式永磁同步电机的弱磁控制策略

将内置式永磁同步电机弱磁运行原理与电压空间矢量脉宽调制相结合,提出了一种新的弱磁控制策略.通过用电流调节器输出的参考电压与电压空间矢量脉宽调制后输出的极限电压两者之间的电压差值来改变定子电流相位角,从而重新分配d,q轴给定定子电流分量的大小,最终实现弱磁升速.该控制方法实现了电机高倍弱磁扩速运行,且弱磁电流过渡平滑、响应速度快.与传统弱磁控制方法相比,在弱磁区域能更有效地利用直流母线电压,从而在同样电压和电流限制条件下,电机能产生更高的电磁转矩,适应性更好.仿真和实验结果表明了本文所提弱磁控制策略的有效性和可行性.     

基于DSP的全数字永磁电机推进系统

针对永磁推进电机低转速、大转矩、轻噪声的运行要求,其控制应具备良好的低速性能。根据最大转矩/电流矢量控制原理,该文提出了一套以数字信号处理器(DSP)为核心的全数字永磁同步电动机推进系统控制方案,给出了交直交脉宽调制(PWM)驱动方式的硬件结构,以及比例积分调节、空间矢量PWM(SVPWM)等软件设计。仿真和实验结果表明,系统动态响应快,转矩脉动小,谐波含量少,低速性能良好,能够满足舰船电力推进的需要。     

基于超螺旋二阶滑模的PMSM-DTC系统研究

针对传统永磁同步电机直接转矩控制系统(PMSM-DTC)易受参数变化影响及转矩脉动大的问题,提出在系统中采用空间电压矢量调制技术(SVPWM)代替传统的正弦脉宽调制(SPWM),引入控制率为超螺旋算法的二阶滑模变结构,以定子磁链和转矩作为被控对象设计控制器代替传统系统中的PI控制器。仿真结果表明,该策略不仅有效消除了一阶滑模存在的抖振问题,明显减小了系统中定子磁链和转矩脉动,且具有较强的速度跟踪能力,对负载扰动和参数变化等不确定性具有很强的鲁棒性,因此可以很好地应用在电机控制方面。     

高精度永磁同步直线伺服系统中的电流测量

采用磁场定向控制的永磁交流同步直线伺服系统中,电流反馈的精确度将直接影响电流环及整个系统调节性能。分析了采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)电压型逆变器驱动的直线交流电机绕组中由于矢量切换以及电缆与电机阻抗不匹配引起的谐波电流及其对电流采样的影响。通过选择采样点来抑制SVPWM周期谐波的影响,通过在电流传感器后引入二阶滤波器及对其引起的时间滞后进行补偿,有效地提高了电流检测的精度。实验结果表明,该方法切实可行,为进一步提升伺服系统的性能奠定了基础。     

永磁同步电动机直接转矩控制的仿真研究

在分析永磁同步电动机数学模型的基础上提出了基于空间电压矢量脉宽调制（SVPWM）的永磁同步电动机直接转矩控制系统,同时采用Matlab/Simulink建立了系统的仿真模型,并给出了仿真结果.仿真结果说明,该系统具有对电动机定子磁链的观测精度高、超调小和响应快的特点.     

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．     

永磁同步电机磁通谐波抑制的补偿控制仿真

永磁同步电机的转子永磁体励磁磁场中含有的谐波分量,将增加定子绕组内磁链的谐波分量,增大电机的损耗,导致电机温度升高,同时产生转矩波动.根据内置式电机转子磁场的特点,建立电机模型,并在该模型基础上提出一种对磁场谐波抑制的补偿控制算法,通过降低谐波分量来减少定子铁损.同时对电机因磁场谐波引起的转矩波动进行补偿,从而减小振动和噪声.仿真结果表明该补偿控制算法使得磁链谐波分量明显降低,转矩波动减小.     

永磁同步电动机矢量控制技术的研究

介绍了一种新颖的永磁同步电动机系统.该系统的速度环采用模糊控制和PI控制相结合的复合控制算法,电流环采用PI控制算法,同时将矢量控制和空间电压矢量脉宽调制（SVPWM）控制应用到系统的闭环控制中.实验结果表明,该系统具有转速超调小、响应快和鲁棒性强的特点.