电动汽车用永磁电机弱磁调速能力

针对电动汽车驱动系统对永磁电机恒功率调速范围的较高要求,研究了内置V型磁路结构参数对永磁电机弱磁调速能力的影响。采用有限元仿真的方法分析相邻磁极间距和磁极中心植入深度与直轴电感、交轴电感、凸极率、气隙磁密和永磁磁链之间的关系,并由此得到永磁转矩和磁阻转矩的变化规律。结合电机控制器最大逆变电压和输出电流,总结出永磁电机反电势和转子结构参数与弱磁调速范围的关系。样机实验结果表明,通过调整转子磁路结构进而优化电机反电势和凸极率的方法能够有效拓宽永磁电机弱磁调速范围。电动汽车用永磁电机应适当增加转子相邻磁极间距并降低永磁体埋置深度,降低电机反电势的同时增加磁阻转矩,提高恒功率调速阶段带载能力。

新型定子结构永磁同步电机弱磁调速性能分析

提出了一种用于弱磁升速运行的新定子结构永磁同步电机,这种电机每个定子槽内设置一对分流齿,它能减少磁路磁阻,增加有限的电枢磁动势产生的电枢磁通,束缚在分流齿中大部分电枢磁通,将抵消永磁励磁磁通与定子绕组匝链,控制定子绕组磁链,实现弱磁升速。建立了新结构电机的等效磁路,说明分流齿弱磁工作原理,并解释分流齿束缚电枢磁通并不削弱电机转矩输出的机理。对新定子结构电机进行了有限元分析,在此基础上研制了一台样机并进行了实验研究,实验结果和计算结果相吻合,验证了新定子结构永磁同步电机的弱磁性能。

具有弱磁调速的他励直流电机非线性多输入多输出控制器的设计

针对具有弱磁调速的他励直流电动机模型,该文将常规励磁电流调节器、电枢回路速度调节器、电流调节器合而为一,将励磁电流同电机的速度、电枢电流一样取为状态变量,按照多输入多输出(MIMO)非线性系统,尝试性地设计了一种MIMO励磁及速度控制器。该控制器结合负载转矩自适应估计技术,并利用状态反馈线性化技术和极点配置方法进行设计。仿真结果表明,针对冷连轧机某机架驱动用他励直流电机所设计的非线性MIMO励磁及速度控制器,对负载转矩摄动有较强的自适应性和鲁棒性。电机从低速启动到基速及最高速度运行时,动静态性能优良,从而验证了该文所提出方法的有效性。

具有弱磁调速的轧机速度系统H_∞鲁棒跟踪控制器设计

轧机速度系统通常由直流电机驱动,当具有基速以上的弱磁调速时,速度控制系统的开环放大系数将会由于Cmφ的变化和电机转动惯量等参数的摄动而产生较大范围内的变化,且在电流调节器和速度调节器设计时常忽略反电势闭环的影响,因此,速度控制系统具有较大的参数不确定性和一定的模型误差。另外,轧机速度系统的外界轧 制负载扰动具有较大的时变不确定性,因此,为使速度控制系统具有较好的鲁棒稳定性和干扰抑制性能,该文基于内模原理的H∞混合灵敏度控制方法设计了速度鲁棒跟踪控制器。仿真研究结果及与常规PI控制器效果的比较表明,所设计的速度控制系统具有优良的干扰抑制性能和鲁棒稳定性。

弱磁调速用永磁同步电机设计分析

在分析电机参数对弱磁调速性能影响的基础上,讨论了两种转子结构形式的内置式永磁同步电机设计。采用磁场有限元分析方法计算转子永磁体分段与不分段两种结构形式电机的电感参数,并基于理论公式计算比较它们的弱磁扩速性能。分析磁路饱和引起的电感参数非线性,讨论分段式永磁体结构中铁桥的存在对磁路饱和以及电机参数的影响。计算结果表明,电感参数非线性主要存在于电机的恒转矩运行区域,对弱磁调速性能的影响较小,分段式永磁体结构更适合弱磁调速。

过调制算法在永磁同步电机弱磁调速系统中的应用

在永磁同步电动机控制系统中,当转速增加使逆变器输出电压达到最大值时,需要采用一定的弱磁调速策略来进一步增大电机转速。引入SVPWM过调制算法可以在逆变器直流侧电压不变的情况下增大其交流电压输出,从而扩大电机的弱磁调速范围。该文对目前应用较普遍的一种过调制算法进行讨论,并针对算法计算量大的问题进行改进,提出一种新的过调制算法。将两种算法分别应用于永磁同步电机的弱磁调速系统,对比分析系统的控制性能。

具有弱磁调速的直流电机速度系统鲁棒控制器的设计

针对具有弱磁调速的直流电机速度控制系统被控对象中存在较大的参数时变性及具有负载 扰动不确定性的问题,首先构造了一个适当的增广被控对象,将其转化为一H∞标准设计问题,并利 用H∞鲁棒控制理论,设计了速度控制系统的鲁棒状态反馈控制器,进而利用二自由度鲁棒跟踪设计 方法设计了速度鲁棒跟踪控制器。仿真研究结果表明,本文所设计的速度鲁棒跟踪控制系统,不仅对 于电机的参数时变不确定性有较好的控制效果,而且可以有效地抑制电机负载扰动的影响。

考虑磁路饱和的永磁同步电机弱磁调速系统仿真

该文应用一种基于电压反馈的弱磁调速策略建立永磁同步电机的弱磁调速系统,并采用Matlab/Simulink软件搭建系统仿真模型。在建模中考虑不同工况下由于磁路饱和状态不同所引起的电机参数非线性,分析磁路饱和对电机性能的影响,仿真计算考虑磁路饱和效应时电机的弱磁调速性能。通过与理论计算结果比较,验证了仿真模型的正确性。

无刷直流电动机弱磁调速研究

针对无刷直流电动机(BLDCM)在弱磁升速过程中开通角提前导通情况下常规逆变器所存在的环流问题,分析了环流产生的原因,通过Matlab建模仿真验证了环流波形。定性指出了环流对电机带载能力和功率逆变器的影响。针对十二功率管两两反向串联拓扑结构在开通角提前导通条件下所存在的相电压泵升问题,基于为电机绕组电感能量提供释放回路的思路,提出了一种新的控制逻辑方法。仿真结果表明,该方法既消除了环流,又解决了电压泵升问题,提高了BLDCM弱磁控制时的带载能力,增加了逆变器的可靠性。

一种新的内置式永磁同步电机弱磁调速控制方法

提出了一种新的内置式永磁同步电机弱磁调速的电流调节算法。该算法能够保证电机在整个弱磁调速区以最大的转矩电流比运行。其d轴电流根据外部转矩、转速给定和母线电压值的变化来决定,q轴电流分量则由d轴电流值和转速值来决定。文章通过系统仿真验证了该算法具有动态反应快、调速区间转换平稳的特性。

基于数字信号处理器的直流电机弱磁调速系统设计

采用数字信号处理器(DSP)控制器,设计了具有电压前馈和电流截止负反馈的转速闭环弱磁调速系统。根据被控电机的特殊要求及DSP控制器的硬件结构,详细阐述了控制策略和实现方法。在此基础上,利用数字滤波及看门狗技术,提高了系统的抗干扰性能。实验证明,该控制系统可靠性高、结构简单、稳定性好。

基于DSP的直流电机弱磁调速系统设计

弱磁调速法能量损耗小,调速平滑性高,在很多场合有广泛的应用。对于完全采用弱磁调速的直流电机来说,这是一种理想的办法。该文采用DSP设计了具有电压前馈、电流截止负反馈的转速闭环弱磁调速系统,给出了最小弱磁限制方法,可有效防止飞车现象。根据被控电机的特殊性要求及DSP的硬件结构,详细给出了控制策略和实现方法,在此基础上,利用数字滤波及看门狗技术提高了系统的抗干扰性能。实验证明,本控制系统可靠性高、结构简单、稳定性好。

具有弱磁调速功能的直流他励电机控制器

直流他励电机由于其调速性能好、机械特性硬,在各类工程设备上具有广泛应用。文中综合应用电枢调压调速和励磁弱磁调速这两种他励电机调速方法,研制一种电动叉车用直流他励电机调速控制器。软件仿真和实际试验都表明:综合利用调压调速和弱磁调速可以使电机从低速启动到基速再到最高速度,全调速范围内具有良好的静动态特性。

直流电机弱磁调速教学中的两点补充

直流电机弱磁调速中 ,当磁通减小时 ,电动机的转速是升高还是降低 ,初学者往往难以判别 ,为此对《电工学》教材提出两点补充 ,以利于学生更好地掌握该方面的知识。

直流电机弱磁调速的临界条件

本文针对直流电机弱磁调速后转速的变化问题,分析了弱磁升速时电机工作点参数应满足的条件,进一步给出了直流电机弱磁调速的临界条件,并通过Matlab/Simulink仿真对理论分析进行了验证。理论分析和仿真实验表明,若要实现直流电机的弱磁升速,则弱磁调速前电机工作点的转速必须大于临界转速或弱磁幅度应小于临界值。

基于DSP的舰船直流电机弱磁调速系统研制

文章介绍了基于TMS320LF2407的船用直流电机转速稳定系统,实现了对直流电机运行的有效控制。为了提高电机的转速稳定性和安全可靠性,所设计的控制系统具有软启动、最小弱磁限制、转速闭环PI调节、系统工作异常保护等功能,取得良好的控制效果。

直流电动机的有限弱磁调速及其稳定性分析

文中介绍了直流电动机调磁调速系统的一种实用结构，它具有最小弱磁限制和励磁非线性补偿功能。文中讨论了等效电势信号对系统性能的影响，并运用波波夫超稳定性理论来分析系统的总体稳定性，为转速和电势调节器参数的分别设计确立了理论基础。

无位置传感器直流无刷电机弱磁调速控制的优化

在无位置传感器直流无刷电机的弱磁控制过程中,随着弱磁程度加深,电流波动会越来越严重,导致电机电磁转矩波动的厉害。实验表明,不同的PWM控制方式会使得电流波动的大小不同。从理论上分析为什么PWM调制方式会影响相电流,并得出了相应的结论。最后运用MATLAB/SIMULINK软件对控制方法进行了仿真,实验结果证实分析过程的正确性。

基于MATLAB的直流电机弱磁调速系统设计仿真研究

弱磁调速法能量损耗小，调速平滑性高，在很多场合都得到广泛的应用，对于完全采用弱磁调速的直流电机来说，这是一种适当的解决方法。该文利用MATLAB中Simulink工具箱搭建了一个调压调速与弱磁调速配合控制的调速系统，仿真给出了该系统的动态过程和进入新的稳定状态后的各种变量曲线，其结果证明了该方法的有效性。

基于模糊控制的内置式永磁同步电机弱磁调速算法

针对内置式永磁同步电机矢量控制系统提出了一种新的弱磁控制策略,通过构建模糊控制器分析内置式永磁同步电机运行时的电流转矩分量和转速反馈量,得到电机直轴电流弱磁分量。运用Matlab GUI工具箱设计了模糊控制器,并在Simulink中对基于模糊控制的矢量控制系统进行了仿真,结果表明电机弱磁效果明显、调速范围得到有效拓宽,且系统具有较好的动态性能。