基于专利信息的稀土永磁材料技术研发分析

稀土永磁材料是现代国防和绿色发展的基础支撑产业,随着全球低碳化发展,其高附加值和高端化应用日益凸显。从专利视角出发,对全球稀土永磁材料专利申请演化趋势、专利申请国家/地区分布、重点国家/地区专利技术布局、核心专利权人以及核心专利等方面进行了研究,总结出我国稀土永磁产业发展存在知识产权保护意识淡薄、核心技术较弱以及产学研合作不紧密等问题,并提出了相关建议。     

面向机械臂的永磁同步电机RBF网络磁场矢量控制系统

机械臂的伺服系统面临着高精度和快速响应的冲突、动态扰动下稳定性不足等问题。以永磁同步电机为研究对象,通过RBF网络磁场矢量控制系统改进控制器结构,改善了PI控制器的积分迟滞作用,提高了系统响应速度;使用监督学习改善了神经网络在控制系统中的不稳定问题;使用在线学习的思路提高了控制系统在环境变化时的适应能力。实验结果表明,RBF网络磁场矢量控制系统具有良好的稳态性能,能够有效提高永磁同步电机响应速度和抗干扰能力。     

基于有限时间LaSalle不变集的PMSM混沌控制

为有效地抑制永磁同步电动机系统的混沌行为,基于有限时间理论和LaSalle不变集定理设计了一种自适应控制器。分析了永磁同步电动机系统的混沌动力学特性,确定了系统处于不同运动状态的参数域;在理论上证明该控制器能够在有限时间内稳定到平衡点且能自动跟踪系统平衡点;仿真实验证明,该控制方案形式简单,快速性更好,稳定性更高。研究结果对保证永磁同步电动机的稳定运行具有重要意义。     

基于LabVIEW的PMSM参数自动识别系统

传统永磁同步电机的参数测量,通常需要人工采用特定的仪器完成,在线调整困难.针对此问题,提出一种PMSM参数自动识别的方法,基于LabVIEW设计了PMSM参数自动识别系统.系统不仅能自动测量出电机的定子电阻、dq轴电感、反电势系数,还能测出摩擦系数、转矩系数和转动惯量等机械参数.实验结果表明:该系统自动化程度高,界面友好,操作方便,辨识的所有参数误差都在10%以内,具有很强的实用性.     

电动汽车永磁同步电机无传感器FOC DTC混合控制系统

针对电动汽车中永磁同步电机(PMSM)的高效控制问题,提出一种基于磁场定向控制-直接转矩控制(FOC-DTC)混合系统的无位置传感器控制系统.首先,在考虑FOC和DTC的各自优势下,构建FOCDTC混合控制系统,提高系统的稳定性和鲁棒性.然后,融入弱磁控制技术,提高电机高速运行时的控制性能.最后,利用滑模观测器,根据电机αβ轴的电流信息来估计电机转速,实现无位置传感器的PMSM控制系统.仿真结果表明,提出的系统能够准确且稳定地控制电机转速,具有可行性和有效性.     

永磁无刷直流电机霍尔传感器故障诊断与容错运行新方法

针对霍尔传感器运行时的故障,提出了永磁无刷直流电机(Brushless DC motor, BLDC)的容错控制运行方式,并验证其可靠性。根据霍尔传感器的故障后时间间隔的异常判断故障类型,在正确判断故障基础上采用霍尔传感器容错运行方式可以使电机保持稳定运行。Matlab/Simulink仿真结果表明,此方法可有效地判断霍尔传感器的故障类型,并可以使电机在霍尔传感器故障的情况下稳定运行。     

潜艇侧推无位置传感器永磁同步电机控制系统

为满足潜艇侧推系统快速启动性和高可靠性要求,解决机械传感器的海水密封问题,研究了扩展卡尔曼滤波器无位置传感器永磁同步电动机控制系统,建立了标幺制下的EKF位置和转速估算模型,使应用扩展卡尔曼滤波器估算电机位置和转速时,矩阵的参数不依赖于电机参数,具有更广范围的适用性,降低了使用难度.针对电机初始位置误差造成EKF估算失败的问题提出了一种修正方法,仿真和实验证明了该方法的有效性.     

双定子永磁同步电机齿槽转矩削弱方法

为了有效降低双定子永磁同步电机的齿槽转矩,用改变内外定子相对位置的方法使内外定子齿槽转矩形成一定的相位差.针对双定子永磁同步电机,推导了内外定子及其合成齿槽转矩的解析表达式,分析了内外定子相对位置变化对合成齿槽转矩的影响规律,着重研究了合成齿槽转矩幅值与内外定子相对位置的关系,最后用有限元方法进行了仿真验证.研究表明,双定子永磁同步电机的合成齿槽转矩幅值随内外定子相对位置呈余弦变化,周期与电机极数和定子槽数的最小公倍数有关.选择合适的内外定子相对位置,可有效地削弱齿槽转矩.     

扩展卡尔曼滤波器在永磁同步电机控制中的应用

研究了一种针对内永磁同步电机（IPMSM）动态系统的非线性、时变及实时噪声干扰特点进行精确参数估计的扩展卡尔曼滤波观测器．由于内永磁同步电机q轴电感大于d轴电感,为了保证电磁转矩和负载角变化趋势一致,必须使定子磁链给定幅值限制在一定范围内．鉴于系统暂态和稳态运行的要求不同,为达到最优控制,采用控制定子磁链给定幅值以达到最大转矩／磁链（MPTF）的直接转矩控制算法对定子磁链给定幅值进行控制．仿真结果表明采用此算法可极大地提高IPMSM调速系统的运行效率．运用该方法的电机调速范围广并且在低速区运行良好．