混合励磁型无轴承磁通切换电机损耗最小控制

混合励磁型无轴承磁通切换电机(BFSHEM)的电枢绕组需要同时流过转矩电流和悬浮电流,通常有着较大的绕组发热量及系统损耗量,制约着电机效率的进一步提升。针对上述问题,以12槽/10极BFSHEM为研究对象,通过合理分配电枢电流和励磁电流的占比,构建BFSHEM损耗最小控制策略以实现电机系统的总损耗最小。首先利用有限元仿真分析电机的铜耗及铁耗,从而确定影响电机损耗的可控电磁变量。由于影响BFSHEM铁耗的电磁变量较多,且各变量间耦合较强,鉴于现有铁耗模型难以兼顾BFSHEM铁耗计算的精度与速度要求,提出利用BP神经网络拟合出铁耗与各电磁变量的响应模型,之后使用广义模式直接搜索算法在线求解BFSHEM损耗模型的最优解,最后通过BFSHEM控制系统输出能够实现电机最小损耗的最优电流分配值。仿真及实验结果表明,BFSHEM损耗最小控制能够有效减少电机总损耗,减轻电枢绕组散热压力,提升电机输出效率,具有良好的应用前景。

阻尼损耗最小化的LCL滤波器参数优化设计

针对并网逆变器LCL输出滤波器三阶系统的不稳定性和电流谐波所带来的损耗问题,推导电感比、阻尼电阻值与谐振频率、电流谐波衰减比以及阻尼损耗之间的关系表达式,以此为依据,提出一种在保证滤波性能的前提下阻尼损耗最小的滤波器参数优化设计方案。优化方案在保证滤波效果的同时,可以减小电感取值,降低阻尼损耗,尤其适用于大中功率场合。仿真和实验结果验证了理论的正确性和优化方案的有效性。

损耗最小化输出滤波电感的设计

在开关电源中,输出滤波电感有储能和平滑滤波输出电压的重要作用。传统设计方法是以临界连续电流为依据根据经验选取输出滤波电感值。这种方法的缺点是没有严格考虑输出电感上电流脉动对变换器的影响,而电感电流脉动量直接影响输出电压的质量、输出电感的制作及电源整体工作的可靠性。该文基于电感电流脉动对变换器的影响,提出了一种损耗最小化的输出电感设计方法,并以Buck变换器为例进行了实验验证。

车用内置式永磁同步电机线性化损耗最小控制

降低内置式永磁同步电机的损耗,对于提高电动汽车的一次充电续行里程有重要的意义,在分析内置式永磁同步电机(IPMSM)损耗模型的基础上,基于状态反馈精确线性化控制策略,推导出损耗最小控制下最优的励磁电流和转矩电流,使内置式永磁同步电机运行于损耗最小控制方式下,并利用Matlab仿真软件建立了系统模型并进行仿真。仿真结果表明,与传统的最大转矩控制相比,系统在保持线性化解耦快速动态响应的同时,损耗最小控制方式下的电机损耗有明显减小,达到节能提高电动汽车一次充电续行里程的目的。

基于铁耗占比的混合励磁电机速度分区损耗最小控制策略

为了进一步提高混合励磁同步电机运行效率,该文提出一种基于铁耗占比的速度分区损耗最小控制新方法,通过电枢和励磁电流的协调控制实现电机损耗最小运行。首先运用有限元仿真计算铁耗与电枢电流、励磁电流和转速之间的响应关系,其次采用逐步回归法得到铁耗的三元三次多项式回归模型。在此基础上,引入铁耗占比概念,提出一种新的速度分区方案。接着基于自抗扰控制思想对转矩进行观测,通过转速估算所需电磁转矩,为电流分配提供更加合理的依据。最后对电机不同工况下损耗最小优化模型分析并进行仿真和实验验证。结果表明,与传统混合励磁电机控制方法相比,所设计的基于速度分区的损耗最小控制新方法能够有效地降低电机损耗。

双馈风电场损耗最小化的有功无功协调优化控制

基于最优潮流模型,提出一种适用于双馈风电场的有功无功协调控制策略。该策略能够在分配机组的有功和无功功率的同时降低双馈风电场的网络损耗、发电机损耗和变流器损耗,也可以根据调度中心的调度需求实现双馈风电场的降载运行。通过优化双馈风力发电机的定子侧和网侧变流器的无功分配来降低双馈风机内部的发电机铜耗和变流器损耗。在此基础上,将双馈风电场构建成基于线性潮流方程的最优潮流模型,从而同时降低网络损耗和双馈风机的内部损耗。该文提出的控制策略能够在实现风电场降载运行的同时降低双馈风电场内部损耗,从而降低变流器等设备的累积疲劳效应。仿真结果表明,所提出的优化控制策略在实现跟踪有功功率、分配无功功率的前提下,能够降低双馈风电场的内部损耗。

基于改进CS算法的电网损耗最小仿真研究

利用布谷鸟算法(Cuckoo Search algorithm,CS)求解电力系统无功优化问题是一种新的方式,但其中的两个重要参数取的是固定值,导致其在迭代后期收敛速度慢、易陷入局部最优,因此引入动态发现概率Pa、步长因子a以及一个改进的步长搜索方程,形成改进布谷鸟算法(Improved Cuckoo Search algorithm,ICS)。本文基于Matlab软件,将CS和ICS分别对IEEE30节点测试系统进行仿真实验,以验证算法的有效性。实验结果表明,利用ICS算法求解无功优化问题可以在提高收敛性能的同时得到使电网损耗更小的解。通过该仿真实验,将理论运用到实践中,使学生提高仿真能力,进一步加深对无功优化的理解。

车用内置式永磁电机损耗最小简易控制

为解决车用内置式永磁电机恒功率宽调速效率优化控制中铁损及饱和电感时变问题,提出一种内置式永磁电机损耗最小简易控制策略。该策略采用内置式永磁电机近似损耗模型,计及铁损时变和电感饱和时变对系统性能的影响,得到损耗最小效率优化控制的条件。仿真及实验结果表明,所提方法控制实现简单有效、效率更高,节能效果更好,在新能源电动汽车上有较好的应用价值。

车用内置式永磁同步电机损耗最小控制研究

降低内置式永磁同步电机的损耗,提高系统的效率,对于提高电动汽车的一次充电续驶里程具有重要意义。文中研究了计及铁损的内置式永磁同步电机损耗最小控制策略,与id=0及最大转矩比电流控制策略相比,电驱动系统效率有所提高,系统仿真和实验验证了所研控制策略的有效性,该控制策略在新能源电动汽车上有较好的应用价值。

永磁同步电机损耗最小控制算法研究

基于带铁损的永磁同步电机复矢量模型,对电机损耗进行了等效研究。根据扭矩方程和永磁同步电机铁损等效数学模型分析电机损耗方程,并利用电机矢量数学方程简化最优解方程求得电压命令。通过将仿真和传统的MTPA算法控制的电机损耗相比证明,此电机损耗最小控制系统具有更高效率并有很好的响应能力。

表面式永磁同步电机驱动装置中的损耗最小化

1 引言 我们已有几种简单有效的控制方法使直流电机、感应电机和同步电机驱动装置的损耗最小,这些方法都是以减小气隙磁通为基础,将气隙磁通作为提高负载转矩的函数。我们可以运用两种主要的控制方法来实现它,一种靠寻优控制器,另一种则靠损耗模型控制器。

感应电动机传动系统的损耗最小控制

本文提出了一种实用方法，它使逆变器供电的感应电动机传动系统在任一特定的转矩－速度负载点运行时，都在最大效率点，介绍了用于改造商品化的六脉波逆变器，使感应电动机运行损耗最小的微机自适应控制器的设计及经济运行，以图示形式说明实验结果。并给出了10hp标准效率感应电动机采用最小损耗控制与恒V／f控制时传动系统的效率比较，对于非线性转矩－速度特性负载的场合（例如风机和泵负载＿，有最大的节能潜力。

级联型LLC协同控制及最小损耗研究

针对DC/DC变换器的宽输入/输出电压范围功能需求急剧增加的问题,提出了一种新型的级联型LLC变换器,其由新型LLC与双重交错并联Boost级联而成,利用两种变换器的特点,实现整体电路的宽输入和宽输出的电压范围。此外,针对所提的级联型LLC变换器分别提出了协同控制策略和最小损耗控制策略,更加拓宽了整体变换器的输入/输出电压范围并使其工作效率达到最高。最后通过实验验证了所提的级联型LLC变换器和其控制策略的有效性和实用性。

系统损耗最小的双电机纯电动汽车实时转矩分配策略

基于电机效率MAP制定的双电机纯电动汽车转矩分配策略忽略了电机温度对系统损耗的影响,以及由电池动态特性引起的电机输入直流电压波动所导致的系统损耗变化,以至于整车动力传动系统不能以损耗最小的方式运行。针对这一问题,以前后轴双电机纯电动汽车为研究对象,综合考虑电机温度特性和电池动态特性,建立包含逆变器、电机与减速器的“三合一”电驱动系统的动态损耗模型,并在此基础上提出一种实时驱动系统损耗最小的转矩分配策略。仿真与硬件在环(Hardware inloop,HIL)测试结果表明,与传统基于电机效率MAP制定的双电机纯电动汽车转矩分配策略相比,基于实时驱动系统损耗最小的转矩分配策略有效地提高了整车经济性和工况适应性,并且具备实时性。

基于模型法的直线感应电机最小损耗控制

为解决当前直线电机效率优化策略研究中存在的损耗模型准确性和计算复杂度难以取舍的问题,在综合考虑动态边端效应和漏感影响的基础上,对直线感应电机提出一种计算复杂度适中的新型最小损耗控制策略。选取次级磁链作为优化参数,在效率最佳运行点,再次平衡d-q轴电流。首先基于改进的双三相直线感应电机数学模型推导出一种新型稳态损耗模型,在此模型基础上设计出完整的最小损耗控制策略。以1台额定功率3 kW的直线感应电机为研究对象,仿真验证此策略较传统FOC策略,在0.2 p.u.轻载、5 m/s时减少约220 W(43%)损耗,并且显著减小了推力波动,验证了新策略的损耗降低效果。

考虑铁损的同步磁阻电机最小损耗控制策略

传统电机模型忽略了转子铁损影响,导致电机在高速运行状态下最大转矩电流比控制(MTPA)效果变差,因此提出了一种考虑转子铁心损耗的同步磁阻电机(SynRMs)模型以及相应基于模型的控制策略。提出的电机模型从能量的角度出发,将产生于铁心上的各类损耗统一等效为一个铁损电阻的发热损耗,兼具了建模的准确性及简洁性。在此基础上,通过对电机运行时产生总损耗进行更为精确的数学分析,提出了考虑铁损的同步磁阻电机最小损耗(ML)控制策略。通过控制输入电流合理分配使稳定运行状态下电机损耗保持在最低,有效提升了运行效率。此外,所提出控制策略可有效降低控制器的计算量。最后,通过仿真和实验结果验证了所提出控制策略的可行性及有效性。

突变负载下考虑最小损耗的IPMSM滑模转速控制

针对传统内置式永磁同步电机(IPMSM)抗扰能力不强,基于新型指数滑模趋近律,设计了新型滑模速度控制器,并通过改变边界层厚度进一步减小抖振。基于龙伯格观测器设计了负载转矩观测器,通过大增益实现对负载转矩的快速观测,并将观测值前馈补偿到滑模控制器输出中,实现对扰动的补偿。针对IPMSM传统id=0控制产生的损耗,通过实时改变d轴最优参考电流实现最小损耗控制。将本文控制策略与传统滑模和PI进行对比,仿真结果表明:该策略相比传统滑模抖振更小,针对干扰的响应速度更快;相比PI控制超调更小,抗干扰能力更强。考虑最小损耗时,相比id=0的稳态损耗可减少8.5%以上。

基于自适应磁链观测器的永磁同步电机最小损耗控制策略

在分析内置式永磁同步电机损耗模型的基础上,结合直接转矩磁链控制方案,提出了一种新颖的基于自适应磁链观测器的控制算法,在线计算最小损耗实时调节磁链给定值,使电机在不同的运行工况下达到运行最佳效率,改善了系统的动静态性能.利用Matlab/Simulink仿真软件建立了系统模型,验证了控制算法的有效性和可行性.

感应电动机新型最小损耗控制策略

在变频驱动中，施加在电机定子绕组上的电压和频率对一给定的转矩－转速运行点可以有不同的组合，其中存在某一最佳的电压－频率组合使电机在该点运行损耗最小。但是目前所有最小损耗控制方法都要求精确了解电动机的模型和参数，因此难以用于实际工程。本文首次利用感应电动机线性化Ｍ－ｓ公式导出了最小损耗控制方程及其约束条件，文中给出仿真和实验结果，对新方法和基于模型的效率优化方法［１］进行了对比，并给出７．５ｋＷ标准效率感应电动机采用最小损耗控制与恒Ｖ／Ｆ控制时传动系统的效率比较。研究结果表明，新方法和基于模型的效率优化方法的控制效果十分近似，而新方程却具有简单、实用的突出特点，可较大地改善电动机的效率。

电动汽车用感应电机最小损耗Hamilton控制

针对电动汽车电驱动系统的非线性特点,采用端口受控Hamilton系统理论研究了考虑铁损的电动汽车用感应电动机系统的最小损耗控制问题。首先,根据基于损耗模型的感应电机能量优化控制策略得到系统稳态时的优化结果,然后在这一稳态目标下,利用系统的互联和阻尼配置以及能量成形对考虑铁损的感应电机进行Hamilton控制,最后通过仿真实验,验证了在相同的稳态目标下,采用本文的控制算法可使得电机能量损耗明显降低,同时本文采用的控制策略与基于矢量控制的优化控制策略相比,具有收敛速度快、转速波动小等优点,为高性能要求的电动汽车电驱动系统高效运行提供了新的途径。