基于空间电压矢量注入的频率可变型五相永磁同步电机最大转矩电流比控制

为了解决传统最大转矩电流比(MTPA)控制方法中高频信号注入不够灵活的难题,该文提出一种频率可变型内嵌式永磁同步电机(IPMSM)MTPA控制方法。该方法通过在空间矢量脉宽调制(SVPWM)中改变各电压矢量的作用时间,产生频率可变的高频信号,并将其直接注入到逆变器中实现MTPA。由于该方法是在SVPWM算法中实现的,所以注入信号的频率随着电机转速的变化而改变,使得信号频率的选择更加灵活。同时,由于信号直接注入到逆变器中,使注入信号的频率不干扰电机中的固有谐波且不受转速、电流环的带宽限制。实验和仿真结果表明,该方法能准确地跟踪MTPA点,并且对转矩和速度变化具有较强的鲁棒性。

基于电压误差的五相内嵌式永磁同步电机两相开路多矢量模型预测容错控制

五相内嵌式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor, IPMSM)发生两相开路故障后,由于两相的缺失,重构后的电压矢量数目减少且分布不均,将影响模型预测控制(model predictive control, MPC)方法的预测精度.而现有的多矢量模型预测控制方法缺乏对电机两相故障工况下的分析.为此,针对两相开路故障,提出一种基于电压误差的多矢量模型预测控制方法.该方法的关键在于在扇区三角形内以等分线段的方式扩展电压矢量的组合,并且推导两相开路故障后的参考电压预测方程和电压误差价值函数来简化多个矢量选择和合成过程.该方法适用于故障工况下不对称形状的扇区,同时兼顾了内嵌式电机d-q轴电感不等的特性.最后通过实验验证该方法的动态、稳态性能和鲁棒性,该方法能实现五相内嵌式永磁同步电机的高品质两相开路容错运行.

基于转子形状优化设计的三次谐波注入式五相IPMSM气隙磁场优化

五相永磁同步电机(PMSM)可通过注入三次谐波电流来提高电机的转矩密度。除三次谐波外,削弱永磁体产生的其他次空间谐波可以降低电机的转矩脉动、减小电机的振动和噪声。因此,针对三次谐波注入式五相内嵌式永磁同步电机(IPMSM),提出一种转子铁心形状优化设计方法。理论推导转子铁心形状的解析表达式,根据电机参数进行有限元建模,得到优化后的电机模型气隙磁密谐波含量及转矩脉动。与优化前的电机模型进行仿真对比,得到的结果与理论分析吻合,气隙磁场优化效果显著。