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.     

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。     

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.     

开关磁阻电动机转矩算法研究

针对开关磁阻电动机在传统控制方式下转矩出现严重波动的问题,提出了控制开关磁阻电动机的直接转矩算法,通过查询开关表选取合适的电压矢量来控制磁链大小和方向,把转矩作为直接控制量。首先,从直接转矩算法理论出发,基于Matlab/Simulink平台分别设计了直接转矩控制和电流斩波控制下的系统仿真模型;其次,在开关磁阻电动机模型和电动机负载一致的情况下,将直接转矩算法仿真结果与电流斩波算法比较;最后,通过硬件实验平台验证直接转矩算法的可行性。该研究表明,直接转矩控制下转矩脉动可以得到良好的抑制,拓宽了开关磁阻电动机的应用领域。     

基于PMSMDTC的单位功率因数控制方法的研究

针对内置式永磁同步电机(IPMSM,Interior Permanent Magnet Synchronous Motor),为充分利用逆变器的容量,提出了一种新型单位功率因数(cosφ=1)控制方法,无需进行复杂的坐标变换,实现起来更简单。在转子同步旋转坐标系下,对永磁同步电机的数学模型进行分析,推导得出单位功率因数控制的电磁转矩、定子电流以及电机转矩角的表达式,并详细阐明具体实现方法。同时采用SVPWM算法以减小转矩脉动,最后用MATLAB/Simulink软件搭建单位功率因数控制系统的仿真模型,仿真结果验证了该方法的有效性。     

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.     

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.     

异步电机直接转矩控制系统SVPWM算法的改进

针对异步电机直接转矩控制系统存在的转矩和磁链脉动大、器件开关频率不定等缺点,分析了异步电机减小转矩脉动的SVPWM算法,该算法是在假设定转子磁链近似相等的条件下得到的,这在一定程度上降低了控制精度;考虑到定、转子磁链的不同,提出了一种改进方案,并通过MATLAB仿真证明了改进方案的可行性。仿真结果表明,改进后的算法的精度更高,电机的转矩和磁链的脉动更小,开关频率固定。     

开关磁阻电动机直接转矩控制特性分析

为了减小开关磁阻电动机转矩脉动采用直接转矩控制方法来控制电动机运行;对开关磁阻电动机的工作原理、直接转矩控制方法转矩控制中磁链的分区依据做了介绍,在MATLAB中构建了相关模型.仿真结果证明直接转矩控制方法明显优于常规控制方法.     

无PI/P调节器的异步电机间接转矩自控制算法

异步电机间接转矩自控制(ISC)中转矩比例积分(PI)调节器和磁链比例(P)调节器的存在降低了系统的可移植性.该文根据同步旋转坐标系下异步电机数学模型和磁链、转矩变化规律,提出了一种直接根据转矩和磁链误差计算磁链幅值增量、磁链相位暂态增量的新颖ISC算法.磁链相位的稳态增量可以根据转矩、转子磁链和电机转速得到.算法中对转矩误差信号进行了滑动平均数字滤波,实现了稳态时给定空间电压矢量的连续调节.该算法计算过程不涉及旋转变换,简单方便,而且不使用PI/P调节器,便于移植,同时保持了传统直接转矩控制动态响应迅速的优点.仿真和实验结果表明该算法具有良好的转矩和电流控制性能.