开绕组BLDCM直接转矩控制电压矢量特性研究

基于直接转矩控制(DTC)的开绕组无刷直流电机(BLDCM)具有运行效率高、电压矢量多样、控制结构简单等优点,适用于工业领域。根据共直流母线开绕组BLDCM控制拓扑搭建了相应的数学模型,对该拓扑下电压矢量的特性进行理论分析及分类,并将电压幅值不为零的电压矢量分为大、中、小三类。分析结果表明:在相同的运行条件下,大矢量作用下转矩变化率最大,小矢量作用下转矩变化率最小,中矢量居于两者之间。仿真结果验证了理论分析的正确性和控制方法的可行性。

永磁同步电机电磁振动噪声优化方法研究

分析了永磁同步电机电磁振动噪声原理,计算了一台4极/6槽内置式永磁同步电机多转速下的电磁振动噪声,并通过二维傅里叶分解分析其径向电磁力谐波分量。提出一种新型定转子结构,建立以噪声和转矩脉动为目标的多目标优化数学模型,并采用响应面算法确定最优的设计参数。对优化前后电机的电磁振动噪声进行了仿真对比。结果显示,电机结构优化后,转速3500 r/min运行时电磁振动噪声减小较为明显,从62.02 dB削弱至53.53 dB;平均转矩基本无变化,转矩脉动有所减小;多转速运行时,电机振动噪声整体性能亦得到改善,验证了该结构优化对电机电磁振动噪声有较为明显的抑制作用。

无刷直流电机直接转矩控制系统零矢量优化

剖析了双管零矢量与单管零矢量的各自的优劣,针对反向续流问题改进双管零矢量,使新型零矢量可对续流回路截流。为了适应新型单零矢量控制策略,替换原有零矢量,建立了单管零矢量选择表。电机在相同转速、不同负载以及相同负载、不同转速等不同给定条件下进行实验,通过数据分析,发现实验结果高度贴合实验理论。

基于非线性积分滑模补偿的永磁同步电机无差拍预测控制

无差拍预测电流控制能为电流环提供良好的动态性能,但电机模型参数与电机实际参数失配时会产生电流静差,使电机无法输出准确额定转矩。设计了一种非线性积分滑模电流静差补偿算法,将参数失配导致的电流静差转化为电压补偿量添加到预测控制中,相比于常规积分滑模补偿算法,该控制算法既能有效补偿存在的电流静差,又能改善误差过大而导致的积分饱和、调节时间过长等问题,改善了系统的暂态性能;采用改进的幂次趋近律可保证滑模面的可到达性,又能抑制抖振。最后通过仿真验证了该算法能够有效、快速地消除电流静差。

基于开绕组的BLDCM DTC换相转矩脉动抑制方法研究

针对传统星形连接无刷直流电动机直接转矩控制下存在较大关断相续流引起转矩脉动坠落的问题,提出在断开电机绕组下通过电压矢量来实现关断相电流的抑制方法。该方法基于开绕组多维度的电压矢量分析,结合共直流母线拓扑自身多电平的优势,利用新型零电压矢量和正电压矢量的联合控制来实现关断相电流抑制并最终达到转矩脉动的抑制效果。仿真结果表明,该方法在电机正常运行的基础上可以减小关断相续流,从而达到转矩脉动抑制效果。