基于正交试验的全金属单螺杆泵转子最大转矩研究

通过正交试验对全金属单螺杆泵进行流场仿真,收集了在不同因素、不同水平下全金属单螺杆泵转子所受到的最大转子转矩数据,对其进行方差分析。分析结果反映出了各因素与转子最大转矩之间的关系,并判断出不同因素与研究目标的相关性强弱,并通过曲线图反映了这一现象。

基于直接判据提取方式的直轴电流补偿型IPMSM最大转矩电流比控制算法

为实现内嵌式永磁同步电机(IPMSM)高性能运行,该文提出一种最大转矩电流比(MTPA)决策与控制算法,旨在简化控制结构、加快系统动态响应、增强系统鲁棒性。该算法根据dq轴电流直接计算电磁转矩的微分项,并以此作为MTPA状态的决策判据。根据判据值对d轴电流参考值进行补偿,实现对MTPA状态的在线追踪。所提算法无需实际或虚拟信号注入和解算环节,系统动态性能得以提高。d轴电流补偿控制解决了算法收敛速度对负载条件较敏感的问题,提升了控制系统的鲁棒性。理论分析、仿真计算和实验结果验证了该方法的有效性和优越性,与虚拟信号注入法相比,所提出的算法在不同负载下对MTPA状态的收敛时间降低为原来的1/5~1/2。

永磁超环面电机最大转矩电流比矢量控制

为充分利用永磁超环面电机的电磁转矩,研究了超环面电机最大转矩电流比MTPA(maximum torque per ampere)矢量控制系统。首先,分析了超环面电机蜗杆内定子变截面的结构特点和行星轮磁齿的运动规律,推导了永磁超环面电机驱动系统的时变数学模型;然后基于极值原理和公式法,得到永磁超环面电机输出转矩与交直轴电流的函数关系;结合闭环反馈得到行星轮转子的位置信息,搭建了该电机的MTPA控制系统,并对MPTA控制策略下的超环面电机响应性能进行了仿真分析。仿真结果表明,MTPA控制策略能够提高超环面电机电磁转矩的利用率,有效降低该电机的功率损耗,同时该控制系统具有良好的抗扰性能以及对参数变化的鲁棒性。

无铁氧体同步磁阻电机的最大转矩电流比控制

针对同步磁阻电机控制中因电感变化带来的系统稳定性及可靠性问题,提出一种基于离线电感参数更新的同步磁阻电机最大转矩电流比控制方法。首先设计了无铁氧体同步磁阻电机的最大转矩电流比控制方法,其次通过实验获得全工况下d、q电感参数生成离线电感参数表,并将其引入控制算法中,实现d、q轴电感的实时更新。实验结果表明,传统的最大转矩电流比算法引入实时更新的电感值后,能够快速响应由电流变化所引起的电感变化,及时调整系统控制参数,相较于传统的最大转矩电流比控制方法具有更快的动态响应能力和更小的稳态误差,提高了系统的稳定性和可靠性。

车用永磁同步电机最大转矩电流比控制研究

基于d,q转子坐标系建立了永磁同步电机的数学模型,对比分析了经典的矢量控制方法。与控制逻辑架构简单、且易于实现的I_(d)=0控制方法相比,最大转矩电流比(MTPA)控制可以充分利用磁阻转矩,减小输出相同转矩下所需电子电流,提高控制系统的效率。弱磁控制通过改变调整交直轴电流来削弱永磁体磁场,使永磁电机能够运行在更高的转速范围。为了实现对交直轴电流的独立控制,提高系统的动态性能,需要进行电流解耦控制,并且分析了反馈解耦的实现方式和特点。将MTPA控制、弱磁控制、电流解耦控制三者结合,可以实现永磁电机在多种工况下的稳定运行。

基于端口受控哈密顿方法的PMSM最大转矩/电流控制

永磁同步电动机(PMSM)可看作是二端口的能量变换装置。基于能量成形方法和端口受控哈密顿(PCH)系统原理,研究了永磁同步电机(PMSM)的建模与速度控制问题。从能量平衡的观点,建立了PMSM的PCH系统数学模型。利用互联和阻尼配置的能量成形方法,给出了PMSM系统的反馈镇定原理。根据最大转矩/电流(MTPA)控制原理确定了系统期望的平衡点,分析了PMSM系统平衡点的稳定性,并设计了负载转矩恒定已知情况下的控制器。针对负载转矩恒定未知的情形,研究了负载转矩的实时估计与控制器设计方法。仿真结果表明所设计的控制器具有很好的性能和应用前景。

永磁同步电机伺服系统的自适应滑模最大转矩/电流控制

为了增强永磁同步电机(PMSM)伺服系统的抗干扰能力,本文设计了一种基于最大转矩/电流(MTPA)原理的自适应滑模控制器.控制器根据MTPA控制方法确定定子直轴和交轴电流,并利用滑模控制增强了系统的抗干扰能力,但同时给系统带来抖振.为了削弱系统抖振,设计了一种改进的自适应滑模趋近律用于位置控制.为了增加控制器的实用性,MTPA控制采用函数曲线拟合法.仿真结果表明,所提出的控制器有效增强了系统的动态性能、稳态性能及鲁棒性,并有效削弱了滑模控制带给系统的抖振.

基于迭代法的内置式永磁同步电机最大转矩/电流控制

最大转矩/电流控制(MTPA)可以充分利用内置式永磁电机(IPMSM)的磁阻转矩,但是运算量大,控制复杂。针对这一问题,本文运用迭代法得到了电磁转矩与电流分量的曲线关系,并用三个二次函数对其进行分段拟合。用拟合所得的近似曲线替代传统查表法中大量的离散点数据,提高了系统的动态性能。最后通过仿真实验对两种方法的动态性能进行对比,其结果验证了本文提出方法的有效性和优越性。

永磁同步电机效率优化的最大转矩电流比控制方法

对永磁同步电动机效率优化的最大转矩电流比进行了研究.根据PMSM在d-q坐标下的基本方程,用极值原理建立了d、q轴电流与转矩的非线性方程组;推导出d、q轴电流与转矩的非线性方程组和d、q轴电流与转矩的表达式;实现了最大转矩电流比控制方法.为便于工程应用,在最大转矩电流比控制的基础上,将转矩与d、q轴电流的表达式进行了线性化,采用优化方法,给出了最大转矩电流比控制的工程近似算法,该方法非常接近最大转矩电流比控制的性能.

参数在线估算的永磁同步电机最大转矩电流比控制

在矢量控制坐标变换的基础上,针对内置式永磁同步电动机(IPMSM)d、q轴电感不相等的特性,对内置式永磁同步电动机最大转矩电流比控制方法进行了研究。用极值原理推导出在输出转矩一定时所需要的最小d、q轴电流应满足的关系式。在系统容量相同的情况下,相对于id=0控制显著提高系统的低速转矩及动态性能。在此基础上,进一步考虑到电感饱和效应,对电机关键参数Ld、Lq进行了在线自适应估算,给出了适于工程应用的近似算法并应用于工程实践。最后对id=0控制、最大转矩电流比控制进行了试验对比,结果表明:该方法可有效提高系统的转矩输出能力,具有很好的工程应用性。

考虑饱和效应的IPMSM最大转矩电流比控制

针对内置式永磁同步电机I(PMSM)d,q轴电感不相等的特性,对最大转矩电流比控制方法,即在相同的电流下可输出更大转矩的控制方法进行了研究,用极值原理推导出在输出转矩一定时所需最小d,q轴电流应满足的关系式,从而在系统容量相同的情况下相对于id=0控制可显著提高系统的低速转矩及动态性能。在最大转矩电流比控制的基础上,进一步考虑到电感饱和效应,给出了适于工程应用的近似算法并应用于工程实践。最后进行了试验对比,试验结果表明该方法可有效提高系统的转矩输出能力,具有很好的工程应用性。

基于最大转矩电流比动态磁链给定的直接转矩控制

分析得出了凸极永磁同步电机直接转矩控制中定子磁链给定必须限制在一定范围。用极值原理推导出在输出转矩一定时所需要的最小d,q轴电流应满足的关系式,同时给出了一种简洁的工程近似求解方法。最后,以变化的磁链给定代替恒定磁链给定以实现最大转矩电流比,有效克服了常规直接转矩控制在磁链给定太小时启动困难的缺点,而且大大提高了系统运行效率,仿真结果表明了该方法的有效性。

实现感应电机宽范围最大转矩控制的电流优化策略

针对广泛应用于数控机床主轴驱动系统中的交流感应电机,提出了一种新的宽范围运行的电流优化控制策略。根据感应电机在不同速段的转矩特性,充分考虑逆变器的输出电压限制、电机本体的电流约束条件及最大转差频率限制,以输出最大转矩为目标,得出了全速范围内的最优电流控制轨迹和感应电机宽范围转矩输出最大化的电流优化分配指导原则。在此基础上,设计了一种工程实现算法,依据电机实际运行的状态变量实现恒转矩区、恒功率区与恒电压区的快速平滑过渡,完成了对最优电流控制轨迹的逼近。实验结果证明了提出方法的有效性,可以实现感应电机宽范围运行的最大转矩输出,并且使系统具有较快的动态响应性能。

永磁同步电机最大转矩电流比控制的仿真研究

由于永磁同步电机的高效率、高力矩惯量比、高能量密度等明显优势,而在轨道车辆得到广泛的应用。本文针对永磁同步电机的非线性特性,采用解耦的方法对其分析,详细论述了旋转坐标变换及矢量控制策略的实现。提出了对最大转矩电流比控制中直轴电流与转矩关系式先进行标幺值化,再拟合反解的方式,大大减少了运算量。通过Matlab仿真,对比最大转矩电流比控制法和id=0的控制方案,验证了拟合最大转矩电流比曲线控制方法可行性及其优越性。

基于反馈耗散方法的永磁同步电机最大转矩/电流控制

把永磁同步电动机(PMSM)看作一个二端口的能量交换装置,基于能量成形方法和反馈耗散哈密顿理论,实现了永磁同步电机的速度控制.根据最大转矩/电流控制原理确定系统的期望平衡点,针对负载转矩已知和未知2种情况分别设计了速度反馈控制器,并分析了系统的稳定性.仿真和实验结果表明,所设计的控制器具有良好的鲁棒性和快速响应性,是有效的.

一种变励磁无刷同步电机最大转矩电流比控制方法

三级式无刷同步起动/发电系统在励磁机单相交流励磁条件下带动发动机起动时,其主发电机励磁电流较小,且随电机转矩的升高而变化。采用最大转矩电流比控制时,由于励磁磁链非恒定,传统的直交轴电流函数曲线拟合方法不再适用。针对同步电机励磁磁链变化这一特点,提出多线拟合方法进行直交轴电流函数的拟合,并得到了仿真验证。对多线拟合方法进行了优化,大大减小了由该方法引起的电磁转矩跳变。

一种新颖的分段式优化最大转矩电流比算法

为了充分利用最大转矩电流比(maximum torque per ampere,MTPA)算法对永磁同步电机控制的高效性特点,该文提出了一种新颖的分段式优化MTPA算法,将其应用扩展至电机全速范围。在低速区,提出了带有虚拟电压(virtual voltage,VV)控制量的准线性解耦MTPA算法,该算法线性化电压外环并消除电感耦合影响,将传统MTPA扩展至弱磁I区,提高了电机单位电流利用率,简化了控制器的设计。在高速弱磁区,提出基于最小值寻找(minimum value searching,MVS)的动态MTPA算法,在当前运行状况下实时寻找最优电流矢量,消除了电机参数变化带来的轨迹不准确性,通过对d轴电流的在线调整,提高了该算法抗负载转矩扰动的能力。仿真和实验结果表明,所提出的方法对于提高MTPA算法在工程实践中的应用具有合理性。

异步电机定子磁场定向弱磁区域最大转矩控制策略研究

针对异步电机定子磁场定向的矢量控制系统在弱磁区域输出最大转矩的问题,提出一种新的磁通前馈的弱磁控制方法。该方法基于异步电机的Г型等效电路和定子磁场定向在弱磁区域运行的限制条件,分析了异步电机在弱磁区域运行时转矩和转差率的变化过程,根据转差率的变化规律将弱磁区域划分为两部分。证明了电机在第一个弱磁区域工作在电压极限和电流极限,在第二个弱磁区域工作在电压极限和转矩极限,同时证明在以上两个区域采用所提出的控制策略时输出的转矩为最大转矩,对应的磁通为最优磁通。实验结果证明了理论分析的正确性和所提出的的磁通前馈方法的有效性。

基于Newton-Raphson搜索算法的永磁同步电机变电感参数最大转矩电流比控制方法

内置式永磁同步电机的最大转矩电流比控制充分利用了电机的磁阻转矩,以最小铜损为目标,可以在最小电流条件下输出最大转矩。然而,永磁同步电机的电感存在磁饱和及交叉饱和特性,实际中电感参数会随电流的变化而变化,这需要结合不同电感值进行大量繁琐的标定和拟合工作。本文提出一种变电感参数的最大转矩电流比自动搜索方法,通过构建电感关于电流的三维数据表格,利用二阶Newton-Raphson(N-R)自动搜索算法,将复杂的最大转矩电流比非线性公式转化为微控制器易实现的迭代运算,提高电流分配精度,简化标定工作,仿真和实验验证了所提出算法的有效性。

永磁同步电机宽范围最大转矩控制

提出一种永磁同步电机新的宽范围弱磁控制策略,根据电机在不同转速段运行时的转矩特性,考虑逆变器的输出电压能力及电机的电流约束条件,以输出最大转矩为目标,分析得出全速范围内的电流矢量控制算法。该方法将全速段分为四个运行区间,可实现恒转矩运行与弱磁控制的快速平滑过渡,使系统在额定转速以下具有恒转矩输出,在高速运行时实现恒功率特性。仿真及实验结果表明,提出的方法可有效拓宽电机的转速运行范围,具有较快的动态响应性能。