基于气隙磁链模型的大功率永磁同步电动机速度控制

大功率永磁同步电动机相比普通大功率电机,具有功率密度大、转矩脉动低等优良特性受到了高度重视。但是由于电流大气隙磁链极易发生畸变,因此保持气隙磁链的磁场恒定尤为重要。分析了永磁同步电动机气隙磁链形成的原理,建立了一种沿气隙磁链定向的永磁同步电动机数学模型,该模型实现了气隙磁链和电磁转矩的解耦。针对气隙磁链和电磁转矩分别设计了控制器。数值仿真表明,所设计的控制器在实现电机转速控制的同时,能够保持气隙磁链的恒定,有效地抑制了畸变,具有很好的工程应用前景。

大功率永磁同步电动机在注水、集输系统应用研究

目前桩西采油厂注水、集输系统仍有大量Y系列、YB系列电动机在用,该系列电动机因设计效率低、损耗高,已列入国家淘汰产品目录。永磁同步电动机具有结构简单、质量轻、损耗小、效率高、功率因数高等优点。近年来,随着55 kW以上大功率永磁同步电动机生产技术的成熟,为了提高设备能效水平,降低电量损耗,桩西采油厂在注水、集输系统开展大功率永磁同步电动机的应用研究,达到节能降耗的目的。

一种高速大功率永磁同步电动机驱动系统设计及实验研究

设计了一种基于高性能数字信号处理器、高精度旋转变压器转子位置检测以及大功率IGBT模块的永磁同步电动机驱动系统。叙述了驱动系统的硬件设计和软件结构;构建了实验平台。实验证明该系统具有良好的响应速度和控制精度。

船用大功率永磁同步电动机变频器制动电阻的设计

永磁同步电动机的变频器制动是船舶电力推进系统的重要组成部分,本文首先分析烟大轮渡变频器装置,了解变频器的结构和基本组成部分,然后分析制动电阻的功用,设计出制动电阻的信号获取电路和电阻接入电路。

大功率永磁同步电动机研究

介绍一种由嵌入式带磁阻支持的径向高性能磁钢结构LPMR大功率永磁同步电动机,采用相复励分流励磁原理,配以THYR IPAR T励磁系统,具备良好的冷却效果,过载能力高、转动惯量低,起动性能好,可满足大的起动转矩、最大转矩倍数和低速直接驱动的需求,并能在较大的负载变动范围内始终保持高效运行,使电机具有很高的动态性能。电机防护等级为IP54,可满足用户在各种环境下的使用要求。研究结果为降低系统能量损失,保护用电设备,合理设计参数提供了可靠的依据。

高压大功率永磁同步电动机直驱技术在港口带式输送机上的应用

以某港口铁矿粉输送系统的应用为例,介绍了高压大功率永磁同步电动机直接驱动技术在港口带式输送机系统中的应用情况,并研究其在节能性、可靠性等方面的重要作用。

大功率永磁同步电动机的驱动控制系统仿真

由于材料技术的改进,大功率永磁同步电动机及其驱动系统的应用日益增加。本文利用Simulink工具箱,采用坐标变换、空间矢量控制理论SVPWM算法,建立永磁同步电动机及驱动控制系统的仿真模型,并以常用参数为输入变量,验证模型的正确性,为工业上该类电动机的合理选型提供了一种有效手段。

带阻尼绕组的多相大功率推进永磁同步电动机绕组参数的测量和计算研究

为了充分考虑磁场各次谐波的作用 ,方波推进电动机一般采用相绕组回路的数学模型 ,模型中绕组参数的测量和计算较为复杂 ,其中带阻尼绕组的多相永磁同步推进电动机的绕组电感测量和计算尤为困难。本文在分析了无阻尼绕组多相永磁同步电动机绕组参数测量的基础上 ,提出了测量带阻尼绕组的多相永磁同步电动机电枢绕组参数的相关分析脉冲响应法 ,该方法将确定电动机参数的问题转化为对系统传递函数系统的辨识问题。

大功率异步起动永磁同步电动机空载气隙磁密分析

异步起动永磁同步电动机以永磁体提供磁通替代传统的电流励磁,但其空载气隙磁密谐波特别是3次谐波含量大,应采取措施削弱谐波来提高电机的性能。通过在同容量异步感应电机的基础上建立了异步起动永磁同步电动机模型,利用有限元仿真软件Ansoft 2D分析了不同永磁体位置和隔磁桥长度下的空载气隙磁密,确定了如何选取永磁体位置和隔磁桥长度来削弱3次谐波的原则,研究结果表明,该研究为该类电机的优化设计提供了依据。

大功率防爆永磁同步电动机多目标优化预测控制

针对基于赋权法的传统多目标预测控制方法无法有效处理目标矛盾及权值系数设计复杂的问题,提出了一种基于两层结构相容框架的大功率防爆永磁同步电动机多目标优化预测控制方法。将d轴电流跟踪、q轴电流跟踪与中点电位平衡划分为相容优化层,通过引入界限区间,有效实现了3个目标的相容控制;将开关损耗划分为最优优化层,提出了一种基于外拓法的开关频率衡量方法,通过对多个控制周期的开关次数的近似衡量,有效减小了系统的平均开关频率。仿真结果表明,所提方法能够实现电流指令跟踪与中点电位的相容控制,并能有效减小系统平均开关频率。

基于滑模控制的永磁同步电动机DTC仿真研究

针对传统永磁同步电动机(PMSM)直接转矩控制(DTC)中转矩和磁链脉动大的问题,在转矩和磁链控制中引入超螺旋滑模变结构,并采用基于莱维飞行的改进粒子群(PSO)算法对其可调参数优化整定。为加快系统动态响应速度,采用速度滑模控制器代替传统PI调节器。使用Matlab/Simulink对引入滑模变结构的DTC系统进行了仿真研究,分别对空载和带载条件下的转速、转矩以及磁链进行分析。仿真结果表明,滑模变结构的引入可有效抑制转矩和磁链脉动,降低转速超调,缩短过渡时间。仿真研究有助于学生更好地理解与应用滑模理论,并增强学生理论结合实际与自主创新意识。

大功率外转子永磁同步电动机的设计

针对煤矿带式运输机的特点,设计一台315 k W、48槽40极、90 r/min的外转子永磁同步三相电动机。从电机定转子结构、永磁材料、磁极结构等方面分析了外转子永磁同步电机的设计要求。外转子永磁同步电动机的二维有限元仿真模型,对所设计电机的电磁场进行二维仿真分析,得到空载反电势、磁密波形、磁场分布、齿槽转矩、输出转矩等准确数据。结果表明:该外转子永磁同步电机性能良好,效率高。

基于自适应迭代学习控制的永磁同步电动机稳态转速脉动抑制策略

为了提高永磁同步电动机转速控制的性能,抑制其稳态下的转速波动,设计了一种并联于传统速度PI控制器的自适应迭代学习控制器,用于对转速波动进行补偿。针对传统迭代学习控制器对非周期信号抗扰能力差的问题,提出了Fal函数与迭代学习控制器结合的方法,保证了系统在调速时仍具备良好的响应特性;针对迭代学习控制器迭代增益系数的整定问题,提出了一种控制参数自适应的迭代学习控制方法。实验结果表明,所提出的Fal函数与迭代学习控制器结合的方法能有效提升系统的抗扰能力;同时,提出的参数自适应方案也能提升迭代学习控制器对转速波动抑制的能力。

基于模糊排序的永磁同步电动机模型预测电流控制

针对永磁同步电动机模型预测电流控制的成本函数中权重系数不容易确定的问题,提出一种基于模糊排序法的模型预测电流控制策略。首先,通过排序法对不同电压矢量所对应的电流误差及切换时的开关频率进行排序,从而无须再对权重系数进行设计。由于控制目标重要性并不完全等同,设计一种带有变增益系数的排序优化方法,调节控制目标的重要程度。传统的权重系数有着连续的取值范围,而变增益系数的取值范围有着离散性和分段性的特点,相比较之下,后者的调整和设计过程更加的简易。再通过模糊控制,对变增益系数进行动态优化,从而更好地适应电机不断变化的运行状态。最后,仿真和半实物实验结果证明了所提方法的有效性和可行性。

永磁同步风力发电系统的最大功率跟踪模糊分数阶控制

在“双碳”背景下,风电作为零碳电力和新能源发电的主力军,在助力社会全面绿色低碳转型方面发挥了关键性作用。在保证发电稳定的前提下实现风能的最大化利用,提升风力发电系统发电量至为重要。文中针对永磁同一步风力发电系统的最大功率跟踪(maximum power point tracking, MPPT)问题进行研究。首先建立了永磁同步风力发电系统的机理仿真模型,用两电平双PWM全功率换流器连接风力发电机与电网。然后基于以上模型,分别设计了整数阶PI控制器、分数阶PI"控制器、模糊分数阶PP控制器以实现MPPT控制。最后对以上控制策略进行了仿真研究。结果表明,无论在阶跃风速还是随机风速下,模糊分数阶PU控制器相较于其他两种均具有更出色的MPPT性能与更强的鲁棒性。

大功率高压异步起动的稀土永磁同步电动机的研究设计

介绍了异步起动的大功率稀土永磁同步电机的设计过程。以传统异步电动机为基础，转子结构内嵌入高磁能积稀土永磁体，提供运行励磁，并设置产生异步起动作用的笼型导电体。通过有限元分析，对转子结构、起动阻尼、通风系统等进行优化设计，开发出具备自起动能力的高电压（10kV）高效率的永磁同步电动机。介绍了关键技术包括瞬态电磁场的时空有限元建模分析、转子结构设计、永磁体磁路设计、永磁结构设计和防机械振动措施设计等。

轨道交通领域最大功率永磁同步牵引电动机研制成功

从南车株洲所获悉，由该公司试制的高速动车组用600千瓦永磁同步牵引电动机出厂试验表现优异，各项试验结果与计算结果吻合。这标志着我国轨道交通领域最大功率的永磁同步牵引电动机试制成功。

永磁同步电动机无位置传感器全速域控制仿真实验设计

为了解决现有永磁同步电动机(PMSM)无位置传感器控制方法存在的位置估计精度低、各速域切换不平稳问题,提出了一种全速域复合控制策略。在低速域采用脉振高频电压注入法获取准确的转子位置。在中高速域采用基于快速超螺旋滑模(FSTSM)算法的模型参考自适应系统(MRAS)无传感器控制方法,通过增加反馈校正环节加快误差的收敛;采用FSTSM算法替代比例-积分(PI)环节,并引入双曲正切函数代替FSTSM算法中的符号函数。仿真实验结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。

永磁同步电动机的分层多目标优化研究

为保证电动机运行过程中有更大的输出转矩、更小的转矩脉动及齿槽转矩,以输出转矩、转矩脉动及齿槽转矩为优化目标,以电动机的8个基本参数为优化对象,研究了一种基于灵敏度分析的分层多目标优化方法,针对灵敏度指数高的参数采用BBD设计配合进化算法进行多目标优化,其余变量采用DOE法配合进化算法进行优化。仿真结果表明:基于此优化方法,齿槽转矩和转矩脉动得到大幅削弱,验证了该永磁同步电动机优化方案的合理性。

改进扩张状态观测器下永磁同步电动机滑模控制

为了提高永磁同步电动机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)伺服系统的鲁棒性,提出了一种基于改进扩张状态观测器(expanded state observer,ESO)和滑模控制(sliding mode control,SMC)相结合的复合控制器。首先,提出了一种基于新型趋近律的SMC,该新型趋近律中引入系统状态变量,使趋近速度变得与系统状态相关,同时能够保证系统状态在有限时间到达滑模面并收敛到零;其次,利用ESO估计系统状态并抵消外部扰动,且针对传统的fal函数易引起系统抖振和误差较大时引起系统增益大的问题,提出了一种新的fal函数;最后,在Matlab/Simulink中进行仿真。仿真结果表明:相比于使用传统SMC的系统,使用了该新型控制器的系统其响应时间快0.042 s,加入负载扰动时有更好的抗扰动性能,故在使用新型控制器下的系统有更好动态性能和控制精度。