| 混合永磁游标电机磁链观测器设计与协调控制方法 |
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| 引用本文： | 包广清,祁武刚.混合永磁游标电机磁链观测器设计与协调控制方法[J].重庆大学学报(自然科学版),2022,45(11):69-79. |
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| 作者姓名： | 包广清 祁武刚 |
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| 作者单位： | 兰州理工大学 电气工程与信息工程学院, 兰州 730050;兰州理工大学 电气工程与信息工程学院, 兰州 730050;兰州理工大学 甘肃省工业工程先进控制重点实验室, 兰州 730050;兰州理工大学 电气与控制工程 国家级试验教学示范中心, 兰州 730050 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金资助项目(51967012);甘肃省重点研发计划资助项目(20YF8GA055)。 |
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| 摘 要： | 为了改善传统永磁顶驱钻井系统体积大、能耗高等问题,在顶驱钻井系统中引入混合永磁游标电机(hybrid permanent magnet vernier machine,HPMVM)构成新型直驱式顶驱系统。文章针对该电机磁链观测与驱动协调控制展开研究。首先,在两相旋转坐标下实现了永磁磁链的解耦,设计了一种超螺旋(Super Twisting Algorithm,STA)滑模永磁磁链观测器,实现了永磁磁链的准确观测。然后,建立不同速度区间与低矫顽力永磁体充/去磁状态的映射关系,提出了结合分区控制的最优转矩控制策略。在低速区内,饱和磁化状态使电机获得最优转矩;高速区内为了减少电机连续调节永磁体磁化状态带来的励磁损耗,采用分段调磁控制,并在定子电压、电流限制下,构建Lagrange辅助函数,通过对该函数求取极值获得最优转矩。最后,通过与传统弱磁控制进行仿真对比分析,表明STA滑模磁链观测器能够快速且准确辨识永磁磁链,并在全速域内实现最大转矩的输出,且降低了电机的铜耗,从而提高了整个电机系统的效率。
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| 关 键 词： | 混合永磁游标电机 磁链观测 超螺旋算法 转速分区 最优转矩控制 |
| 收稿时间： | 2021/1/18 0:00:00 |
Flux observer design and coordinated control method for hybrid permanent magnet vernier machine |
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| BAO Guangqing,QI Wugang.Flux observer design and coordinated control method for hybrid permanent magnet vernier machine[J].Journal of Chongqing University(Natural Science Edition),2022,45(11):69-79. |
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| Authors: | BAO Guangqing QI Wugang |
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| Institution: | College of Electrical and Information Engineering, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, P. R. China; College of Electrical and Information Engineering, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, P. R. China;Key Laboratory of Gansu Advanced Control for Industrial Processes, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, P. R. China;National Demonstration Center for Experimental Electrical and Control Engineering Education, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, P. R. China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | HPMVM flux linkage observation super-twisting algorithm speed division optimal torque control |
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