九相磁通切换永磁电机主动缺相运行控制策略

为提高电驱系统轻载工作时的运行效率,提出一种九相磁通切换永磁(FSPM)电机主动缺相方案,即按照不同功率要求,运行不同绕组系统,进而获得不同绕组组合状态下的最大效率。首先建立九相FSPM电机及变流器的损耗模型,并从系统运行功耗角度分析,讨论最佳的绕组通电模式。在此基础上,精确计算主动缺相运行时谐波子空间的电流分量,进而设计主动缺相控制策略。最后,按照绕组最优投切顺序给出直接切换和容错切换两种投切方式。仿真和实验结果验证了主动缺相控制策略的有效性。

计及中点电位平衡的PMSM三电平无权值预测磁链控制

针对永磁同步电机(PMSM)三电平模型预测转矩控制(MPTC)中存在中点电压波动、权值整定困难等问题,提出一种计及中点电压平衡的PMSM三电平无权值模型预测磁链控制(MPFC)方法。首先,将MPTC中对电机转矩和定子磁链幅值的控制转化为对定子磁链矢量的控制,从而构建了仅包含定子磁链dq分量的价值函数,消除了传统MPTC价值函数中的权重系数。在此基础上,根据正负冗余小矢量对中点电位作用效果相反的特性,通过有效筛选冗余小矢量,在不引入额外权值系数的前提下有效解决了三电平逆变器中点电压波动的问题。为进一步提高电机稳态性能,通过矢量分区提出了q轴磁链无差拍的占空比MPFC策略。最后,仿真和实验结果验证了所提方案的可行性和优越性。

计及开关频率优化的永磁同步电机模型预测转矩控制

为减小逆变器开关频率对永磁同步电机(PMSM)性能的影响,提出了一种计及开关频率优化的PMSM模型预测转矩控制(MPTC)方法。建立了电磁转矩及定子磁链数学模型,并在此基础上设计了MPTC全速域价值函数。在全速域价值函数中加入了逆变器开关频率的限制条件,以实现恒转矩区内最大转矩电流比、恒功率区内弱磁调速并计及开关频率最优化的控制效果。仿真结果证明了所提方案不仅具有较高的动态响应性能,而且有效降低了逆变器的开关频率。