基于模糊控制的凸极永磁同步电动机最大转矩/电流比控制策略系统仿真

永磁同步电机以其自身特殊的结构,较其他类型的电动机具有很多方面的优势,如:功率密度高,转子惯性低等,永磁同步电机可分为凸极和隐极式电机,结构不同其控制方法又有不同。本文针对凸极式永磁同步电机的特点,分析了最大转矩/电流比控制策略,并在调速系统中应用了模糊控制和PI控制相结合的转速调节器,仿真结果表明,这种控制方法较传统的id=0的PI控制策略的有较大的改进。

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。

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.

两相混合式同步电动机的最大转矩/电流控制

在分析了两相混合式同步电动机数学模型的基础上提出了最大转矩/电流的控制策略,充分利用了定子绕组的电流。同时提出一种基于H桥驱动的两相混合式同步电动机电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)的控制策略。最后,对两相混合式同步电动机的双闭环控制系统进行了仿真和实验,给出了仿真和实验结果。

电动汽车用永磁同步电机最大转矩/电流控制研究与仿真

为研究适合于电动汽车用永磁同步电机的控制方式,在永磁同步电机的数学模型基础上,提出最大转矩/电流控制策略的算法,并通过Matlab/Simulink对最大转矩/电流控制方式和电动汽车部分运行状态加以仿真,确定最大转矩/电流控制适合于电动汽车用永磁同步电机低速运行状态。

零矢量动态分配的PMSM直接转矩控制

为了提高电动汽车用永磁同步电动机(PMSM)驱动系统的效率,根据零矢量在PMSM控制中的特殊作用,采用了一种新的零矢量动态分配技术的空间矢量调节策略,以降低功率管的开关损耗;依据转速误差决定动态和稳态时功率管的开关频率,以降低开关次数引起的损耗;在基速运行范围内采用了最大转矩/电流控制方式,并据此改变定子磁链的给定值。仿真结果表明,与传统的直接转矩调速系统相比较,该方法在保证系统低速性能的前提下,达到了提高系统运行效率的目的。

一种内置式永磁同步电动机的非线性转矩控制方法

提出并仿真验证了一种内置式永磁同步电动机的简化的非线性控制方法。该方法根据速度和直流电源的电压来调整电流命令,同时充分利用了内置式永磁同步电动机的转矩,实现了MTPA最大转矩/电流和弱磁两种控制模式。对于电机转矩和电流命令间的非线性关系,采用了泰勒级数展开的方法实现了线性化。该方法不需要查表,计算量也很小,通过在20 kW电机模型中仿真,验证了算法的稳态和动态性能。

电动汽车用永磁同步电机电流控制研究与仿真

对电动汽车用永磁同步电机基速以下采用最大转矩/电流控制策略,高速采用最大功率弱磁控制策略进行研究,并通过Matlab/Simulink对最大转矩/电流控制方式和最大功率弱磁以及电动汽车部分运行状态加以仿真。

基于Maxwell的永磁同步电动机最佳电流控制特性曲线绘制方法

基于Ansys Maxwell软件提出了定子电流的最佳控制特性曲线绘制方法。以某型永磁同步电动机为研究对象,采用Ansys Maxwell软件计算了满足最大转矩/电流及普通弱磁控制策略时所对应的电流矢量有效值、内功率因数角,进而绘制了电机的转矩、输出功率、轴电流、轴电流随转速的变化曲线。通过Ansys Maxwell仿真值与Matlab解析解的对比,结果表明文中提出的采用Ansys Maxwell软件仿真定子电流最佳控制特性曲线的方法是正确有效性的。

计及磁饱和的车用永磁同步电机MTPA控制技术

永磁同步电机具有较高的效率和功率密度,在电动汽车驱动系统中广泛应用。电机的d、q轴电感是设计控制系统的重要参数,但重载情况下受磁饱和及交叉饱和影响严重。传统控制技术忽略磁饱和效应,导致转矩控制的精确性不足。采用有限元法分析电机负载时的磁饱和情况,计算考虑磁饱和及交叉饱和的d、q轴电感参数。以此为基础,拟合d、q轴电感和电流关系。设计计及磁饱和的最大转矩电流比MTPA(maximum torque per ampere)控制,使d、q轴参考电流计算中使用的电感随电机电流变化。通过对比,证明计及磁饱和的MTPA控制能够实现输出转矩的精确控制,提高永磁同步电机的动态响应性能。

兆瓦级永磁直驱式风力发电系统中背靠背变流器系统的设计

本文介绍了用于2MW直驱风力发电系统的自研全功率变流器的组成与设计,详细分析了该变流器系统所采用控制策略,认为在这一功率等级下,采用Us/fs=E0/fs矢量控制技术较常用的最大转矩/电流比控制更有利于系统的安全运行。同时,对其中的其它关键系统设计(通讯系统、系统保护与监控系统)做了说明。通过在风场的实际测试与运行,结果表明所设计的变流器系统能够满足设计要求,并配合整套风机系统实现最大功率捕获。

基于模糊PI控制具有升压电路的永磁同步电机调速系统

为了改善内置式永磁同步电机(IPMSM)调速系统的动态抗扰性能,在利用常规比例积分(PI)调节的基础上提出了模糊PI复合控制的方法,用于电机转速控制和直流母线电压控制．分析了具有升压电路并由脉宽调制型(PWM)逆变器驱动的永磁同步电机调速系统的结构和特性．通过仿真和实验结果,可以证明这种基于模糊PI复合控制、具有升压电路的永磁同步电机调速系统可实现电机的平滑宽调速,并具有良好的动、静态特性．

永磁同步电动机矢量控制的研究与分析

利用MATLAB仿真软件建立了两种常用的永磁同步电动机矢量控制方案的仿真模型,即id=0控制和最大转矩/电流控制。从控制算法、功率因数、对参数的鲁棒性等方面比较了两种控制方案各自的优缺点。研究表明,最大转矩/电流控制算法复杂,对参数的鲁棒性不高,但在功率因数方面要高于id=0控制。给出了两种控制方案的仿真结果。

基于端口受控哈密顿方法的永磁同步电机MTPA伺服控制

采用新的能量成型和端口受控哈密顿(PCH)系统理论,建立PMSM的PCH系统数学模型,给出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,在负载转矩已知时,分析了PMSM系统的平衡点稳定性,并进行仿真。结果表明,系统具有良好的伺服性能。

航天用内置式永磁同步电机设计和仿真分析

航天用内置式永磁同步电机采用最大转矩/电流比控制方式,充分利用其磁阻转矩和高凸极率的特点实现大的弱磁扩速和最大转矩比。同时内置式永磁同步电机的转子外无护套等保护措施,转子结构的设计显得很重要。本文对一台20 k W的内置式永磁同步电机电磁参数、转子结构进行了设计,并利用有限元法对其进行了仿真分析。仿真分析的结果证实了该电机设计的正确性。

端口受控哈密顿方法的永磁同步电动机弱磁扩速

针对隐极永磁同步电动机的弱磁扩速问题,提出了一种基于端口受控哈密顿(PCH)的弱磁扩速非线性控制新方法。系统的平衡点采用分段式求取,在基速以下采用最大转矩/电流原理求出,在基速以上采用弱磁方法求出。对于工程中常见的负载转矩未知时的情况,设计了负载转矩观测器。仿真结果表明,系统的弱磁扩速效果好、速度响应快,具有良好的抑制负载转矩扰动能力。

基于状态误差PCH和L_2增益的永磁同步电机位置控制

针对隐极永磁同步电动机状态误差PCH控制系统因存在负载转矩扰动而产生位置稳态误差的问题,提出了一种基于状态误差PCH和L2增益相结合的控制方法。建立了基于dq坐标系的永磁同步电机的PCH系统数学模型,同时采用基于状态误差PCH和L2增益理论,并根据最大转矩/电流(MTPA)原理确定了在负载转矩恒定已知时系统的平衡点。利用状态误差PCH系统理论求出系统的控制器,在系统存在负载转矩扰动时,采用状态误差PCH系统理论和L2增益抑制扰动原理求出控制器。通过Matlab/Simulink进行仿真实验。仿真结果表明,在系统含有L2增益时,能够快速到达给定位置,并能够有效抑制负载转矩扰动,减小稳态误差,而且L2增益和状态误差PCH相结合能够抑制负载转矩扰动,使该控制器具有一定的实用价值。

永磁同步电动机弱磁控制策略的研究与仿真

对内置式永磁同步电机(IPMSM)的弱磁控制策略进行了仿真研究,为了提高整个系统的控制性能,在磁场定向(FOC)矢量控制算法的基础上引用了最大转矩/电流比(MTPA)算法和抗积分饱和算法。采用MTPA控制方式使电机在弱磁阶段合理分配定子电流i_(s)的交、直轴分量i_(q)和i_(d),以最小的电流损耗产生了相同情况下的最大转矩输出;由于电机在弱磁阶段会一直运行在基速以上,对电机控制系统来说属于超高速运行,很容易使电流环和速度环的PI调节器出现积分饱和的现象。所以,为了避免该现象的发生,提出了在转速环和电流环采用改进的PI控制策略,在传统PI控制策略的基础上引入抗积分饱和方法,从而有效改善了环路的动态性能。最后介绍了在Matlab/Simulink环境中搭建的弱磁仿真模型,通过对相关工况的模拟仿真,证明了该控制策略的可行性。