基于模型的永磁同步电机最优磁链控制研究

对于电机存在两种损耗最小控制方法,即损耗模型控制方法和搜索法。前一种方法需要依靠电机参数和繁琐的数学计算来搭建电机损耗模型;后一种方法需要多次采样进行搜索,从而导致控制震荡和系统不稳定。在此,提出了一种基于永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor)损耗模型的搜索法,在搭建好损耗模型后,在搜索期间使用黄金分割算法搜索PMSM当前工况下的最优定子磁链,并采用直接转矩控制下滑模控制,增强了其鲁棒性。在Simulink中搭建了仿真模型,并与传统的额定磁链输出算法和搜索法进行了比较。仿真结果表明,所提出的方法是可行的。

电流源型逆变器电机驱动系统的储能电感电流与转子磁链最优控制策略

在电流源型电机驱动系统中,直流侧电压源与储能电感共同构成电流源为交流负载提供能量,然而在调制过程中,因储能电感电流无法独立控制而导致电流出现断续或持续增加的问题,且电机减速时无法实现能量回馈。该文在电流源型逆变器的直流侧增加电压–电流变换电路实现对储能电感电流的控制及能量的回馈,并设计一种适合于储能电感电流的滞环控制策略。与此同时,为了提高直流侧电流利用率,降低线路损耗,通过推导出转子磁链定向后储能电感电流与转子磁链的稳态数学关系,得到不同转速与电磁转矩情况下转子磁链与储能电感电流最优给定值的确定方法,并在此基础上设计电机转速、转子磁链闭环控制策略。仿真和实验结果验证了所提出的转子磁链与储能电感电流给定值计算方法的正确性,且基于储能电感电流调节的感应电机矢量控制系统在不同工况下均具有良好的稳态、动态性能。

基于定子磁链最优的五相永磁电机直接转矩控制

五相永磁电机传统直接转矩控制（direct torque control,DTC）系统中磁链给定是固定的。为了维持这个恒定的定子磁链,往往需要定子电流提供较大的无功分量。为解决该问题,提出了一种基于定子磁链最优的DTC策略。该策略利用定子磁链与定子电流幅值之间的关系,设计了定子磁链最优探测器。该策略在不影响DTC性能的同时,能有效降低定子电流幅值,且不依赖任何电机参数。同时,该策略保持了DTC运算简便和结构简洁的初衷。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性及所提控制策略的可行性。

一种永磁同步电机效率优化控制策略研究

为提升永磁同步电机的效率指标,提出一种基于跟踪微分器的效率优化控制策略,该策略通过建立损耗模型,分析损耗功率与定子磁链的极值关系,在直接转矩控制下重构损耗功率函数,将损耗功率函数的电机参数个数降到最少,利用跟踪微分器来求解永磁同步电机不同运行工况下的最优定子磁链。该控制策略不仅能实现控制系统的全局效率最优,而且具有良好的动态特性和较强的鲁棒性。通过与传统损耗模型控制策略进行仿真实验结果对比分析,验证了所提控制策略的有效性。

基于虚拟方波注入的五相永磁同步电机开路故障下直接转矩控制

在传统直接转矩控制(DTC)中,参考磁链往往是一个固定值,这将导致五相永磁同步电机(PMSM)在正常及容错情况下运行时效率不高。为解决该问题,该文提出一种基于虚拟方波注入的DTC(VSWI-DTC)策略。首先,建立五相PMSM在正常和开路故障情况下的数学模型,在同步旋转坐标系中推导出恒定转矩下电流幅值与定子磁链幅值的关系。其次,设计最优定子磁链探测器。通过向定子磁链幅值中注入虚拟方波信号,根据电流幅值的变化情况补偿定子磁链幅值,在线探寻最优定子磁链幅值。最后,与无差拍DTC相结合,实现电机高效率DTC运行。实验结果表明,所提策略不但能保持DTC良好的动态性能,抑制开路故障引起的转矩脉动,而且提高了电机在正常和开路故障情况下的效率。

考虑效率最大化的新型感应电机转子磁链给定

为提高感应电机(IM)运行效率,在考虑铁损数学模型的基础上,给出了高低转速工况下的电压电流约束条件,将保证损耗最小的最优转子磁链给定转化为在约束条件下的目标函数求最小值问题。通过定义广义Lagrange函数,结合Kuhn-Tucker定理分别求解出恒转矩区和恒功率区约束条件下的最优转子磁链给定,保证IM在整个工作范围内的效率最大化。试验结果验证了该方法的有效性。

基于无速度传感器与效率优化的电动车用感应电机制动控制研究

为增加电动汽车续驶里程,提高电机运行效率,研究电动车用感应电机制动控制策略,建立感应电机带定子铁损的数学模型,以直接转矩控制系统为框架,采用效率最优化与无速度传感器控制相结合的策略。利用Matlab/Simulink搭建了该控制策略模型。仿真结果表明所提控制策略在无速度传感器模型跟踪转子速度的同时,使感应电机效率达到最优控制,可提高电机运行效率。

损耗模型法异步电机效率优化控制

构建了考虑铁损的异步电机总损耗的表达式,通过磁链计算模块寻找异步电机运行时的最优转子磁链,使系统的总损耗最小,通过仿真分析论证了基于损耗模型法可以有效提高异步电机的工作效率,从而实现异步电机的优化控制。

感应电机空间矢量直接转矩控制系统的效率优化

提出了一种感应电机空间矢量直接转矩控制系统的效率最优控制方法。在定子磁链定向坐标系中,建立了计及铁芯损耗的感应电机数学模型。分析了电机损耗与转矩、转速和定子磁链的关系,推导出了不同运行工况条件下效率最优的定子磁链幅值表达式,实现了感应电机直接转矩变频调速系统的效率最优控制。实验结果表明,所提优化控制策略,在保持直接转矩控制快速动态响应特性的同时,可有效提高电机轻载时的运行效率。

三相异步电机节能控制技术的仿真研究

研究三相异步电动机节能问题,三相异步电机具有一种非线性、多参数、具有时变性,传统节能控制技术难以保证系统控制性能达到全局最优,为提高三相异步电动机的节电率,提出一种电能损耗模型和神经网络相结合的三相异步电机节能控制方法,并通过仿真验证上述方法的有效性。仿真结果表明,无论三相异步电机处于轻载或空载状态,均可以获得较高节能控制效率,使电能损耗达到最小。