双三相永磁同步电动机驱动器全开路故障模式的诊断方法

准确地对驱动器开路故障进行识别与诊断能够有效防止故障进一步恶化所引起的严重事故,也是实施恰当容错控制策略的先决条件。驱动器的开路故障类型包含单个功率开关管故障、多个功率开关管故障以及功率开关管和相的混合故障,提出能够识别上述所有类型全开路故障模式的诊断方法。首先,为了便于模拟多类型的故障场景并提高理论模型的计算精度,构建能够计及诸多非理想因素和电机与驱动器之间相互影响关系的直接耦合分析模型,并通过实验验证了该模型的准确性和有效性。其次,通过矢量空间解耦中的子平面电流和绕组相电流分别提取故障因子和辅助故障因子,提出基于2种故障因子的诊断方法,并明晰2种故障因子的阈值范围和使用方法。最后,依托验证后的直接耦合分析模型,对6种不同类别的开路故障进行识别和诊断,证明所提方法的有效性。

双三相永磁同步电动机直接转矩控制仿真研究

针对双三相永磁同步电动机(PMSM)在采用传统的直接转矩控制时出现的定子谐波电流过大的问题,提出了一种基于三相解耦SVPWM技术的双三相PMSM直接转矩控制算法。通过重新合成12个基本电压矢量,不用改变开关表,在保证电机运行性能不受影响的情况下削弱定子电流的谐波分量,降低定子铜耗。该算法计算量小,易于实现,仿真结果证明了该算法的有效性。

双三相永磁同步电动机绕组不同相移的控制性能分析

基于Ansoft Maxwell 2D的仿真环境,建立两套绕组不同相移(相移30°和180°)的双三相永磁同步电动机仿真模型。在静态磁场,空载瞬态磁场和负载瞬态磁场下,分别对这两种永磁同步电动机的内部电磁场进行仿真分析。获得绕组自感和互感曲线,感应电动势和电磁转矩曲线,比较两种模型的电磁性能。然后结合电磁场分析结果,利用Matlab仿真软件建立两种电机的数学模型,对电机的控制性能进行仿真分析。分析结果为双三相永磁同步电动机的优化设计及进一步研究提供了理论依据。

船舶电力推进用双三相永磁同步电动机建模

为了研究船舶电力推进系统,提出了一种双三相永磁同步电动机的数学建模新方法.基于产生相同磁动势和功率不变的原则,先将双三相绕组等效变换为双两相绕组,再将双两相绕组等效变换为两相绕组.经过2次绕组变换后,双三相绕组等效变换为两相正交绕组.应用成熟的两相旋转坐标系下的数学模型,完成了双三相永磁同步电动机在dq坐标系下的数学建模和基于Matlab/Simulink的仿真建模.设计了一台6极、2.2 kW的双三相永磁同步电动机,进行了仿真和试验研究.比较仿真结果和试验数据,两者间最大误差在5%以内,该建模方法是有效和正确的.

采用绕组变换的双三相永磁同步电动机建模研究

提出了一种双三相永磁同步电动机的数学建模新方法.基于产生相同磁动势和功率不变的原则,构建了一个等效的三相绕组,绕组变换后,原双三相永磁同步电动机等效为普通的三相永磁同步电动机.应用三相永磁同步电动机在两相同步旋转坐标系下的数学模型,完成了双三相永磁同步电动机在d-q坐标系下的数学建模和基于Matlab/Simulink的仿真建模.对一台6极双三相永磁同步电动机进行了仿真和实验,两者间最大误差在5%以内,因此该建模方法是有效和正确的.

基于电流预测及谐波抑制的双三相永磁同步电动机容错控制研究

针对传统的比例积分(PI)控制器在双三相永磁同步电动机(DTP-PMSM)容错控制系统中存在响应速度慢及谐波电流大的问题,本文提出一种基于电流预测及谐波抑制的DTP-PMSM容错控制策略,通过对一相绕组故障后的DTP-PMSM进行建模,然后对电压方程进行二次解耦变换,在基波子平面的电流环中引入无差拍控制器以提高系统的动态响应速度,同时在谐波子空间引入比例谐振(PR)控制,抑制谐波电流对电动机运行的影响。通过仿真结果对比表明,所研究的容错控制策略能使电动机在单相断相后保持稳定运行,且相较于传统PI控制器,在动态响应速度及谐波抑制方面具有一定优化效果。

双三相永磁直线同步电动机的运行特性研究

针对永磁直线同步电机推力波动大的明显缺点,提出了一种新型的双三相永磁直线同步电机,完成了双三相永磁直线同步电机在d-q坐标系下的数学建模,重点研究了双三相永磁直线同步电机的运行特性,最后通过Ansoft有限元方法(FEM)进行了验证,仿真实验证明了理论的正确性,研究结果为双三相永磁直线同步电机设计理论及控制策略有着指导意义。

双三相永磁同步电动机交互磁饱和模型仿真研究

为研究双三相永磁同步电动机交互磁饱和机理,根据有限元法得到d,q轴电感与电流的非线性关系,搭建了基于内插外推法的电机饱和模型,仿真实验,验证了所建立的饱和模型的有效性。

双三相永磁同步电动机的改进抗饱和滑模控制

基于对双三相永磁同步电动机内部结构的分析,建立了绕组相移30°和180°两种方式在矢量空间解耦建模方法下的数学模型,提出了一种改进抗饱和滑模控制策略。通过优化符号函数和改变趋近律的速率来减小滑模抖振,提高动态响应速度;对传统PID抗饱和方法进行分析,设计一种适合滑模控制的抗饱和方法,减小系统超调。根据构建的数学模型搭建矢量控制系统,对所设计的算法在Simulink环境下进行仿真分析。结果表明:所提方法相比于传统滑模控制,提高了系统的动态响应性能和稳定性,减小了系统超调量;比较分析绕组相移30°和180°时的控制性能,绕组相移180°时的电机响应速度更快且转矩脉动更小。

双三相多相永磁同步电机驱动器混合直接转矩控制策略

针对传统直接转矩控制(direct torque control,DTC)存在的动态响应慢、稳态性能不足以及低转矩脉动和低电流谐波等问题,提出了一种基于双三相多相永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)驱动器的新型混合直接转矩控制策略。首先,分别在稳态和动态运行模式下设计了不同的转矩控制器,实现传统DTC策略的快速动态响应和稳态性能,并在动态运行模式中充分利用电压矢量的控制能力跟踪参考转矩。其次,针对转矩和定子磁通设计了一种新型的解耦控制器,以充分利用电压矢量对转矩的转换能力。最后,基于转矩控制器提出了双模式转换方法,实现两种操作模式之间的平滑转换,并通过实验验证所提策略的有效性。实验结果表明,所提控制策略具有良好的稳态和瞬态性能,可实现快速的转矩跟踪,并可避免较大的转矩波动,且能够利用合成的无谐波电压矢量限制低阶电流谐波。

全电力船舶的电力推进系统建模与仿真

本文介绍了全电力船舶的典型推进系统并给出了仿真结果。由于模型的复杂性,仿真计算的工程量非常巨大。因此设计了一个可供替代的简化仿真系统。从船舶网络的角度来看,简化系统的仿真结果和实际模型的结果十分接近。