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。

基于空间电压矢量的感应电机每安培最大转矩控制

针对感应电机的每安培最大转矩控制,分析了空间电压矢量对isd,isq变化的影响,并给出了采用空间电压矢量直接控制isd,isq变化的充分条件.在此基础上,提出了一种基于空间电压矢量的每安培最大转矩控制方案.仿真结果表明,该方案具有与直接转矩控制相似的动态性能,但在稳态效率上有很大提高.

永磁同步电动机矢量控制和最大转矩控制

本文论述了永磁同步电动机的矢量控制方式；明确了其最大转矩控制的概念；研究了不同情况下永磁同步电动机矢量控制和最大转矩控制的相互关系；并得出最大转矩控制的运行和实现条件。

无位置传感器无刷直流电机最大转矩控制

超前或滞后换相会造成无刷直流电机(BLDCM)输出转矩的减小和系统效率的降低。以平均电磁转矩最大化为目标,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波算法的无刷直流电机最佳换相时刻估算方法。该方法建立了平均电磁转矩与换相时刻的数学模型,分析了线反电势与最佳换相时刻的关系,构造了能够在线辨识线反电势的卡尔曼滤波器。仿真和实验结果验证了上述无位置传感器控制策略的有效性。

基于SVPWM的单相异步电机最大转矩控制技术研究

首先给出了基于旋转坐标系的单相异步电机数学模型,在此基础上提出了一种最大转矩控制方案,同时利用SVPWM实现单相异步电机的逆变器驱动。最后利用Matlab/Smulink对该控制系统进行仿真,仿真结果验证了方案的正确性。

直驱式风力发电机侧整流系统最大转矩控制的研究

为实现风力发电风机侧的优化控制,采用PWM整流的主动整流拓扑结构,对直驱式风力发电系统机侧整流部分的最大转矩控制策略予以分析,提出了改进的电流滞环控制,并对基于滞环控制,改进滞环控制和SVPWM(空间矢量脉宽调制)控制这三种实现方法予以对比分析,建立了基于simulink的系统仿真,并搭建实验平台,对三种控制方法给予实验验证。

一种新型磁链滑模观测器的IPMSM无位置传感器最大转矩控制

针对传统内置式永磁电机最大转矩电流比控制中存在的磁路饱和、电感误差较大的问题,在分析传统磁链模型的基础上,设计了一种新型的磁链滑模观测器。通过对内置式永磁同步电动机在d-q坐标系上的电压方程进行变换,定义新型磁链模型,并依据新磁链矢量所在轴建立新的旋转直角坐标系。为了实现内置式永磁同步电机最大转矩电流比的控制,在新建的坐标系上借助相位角分析,完成了新定义磁链的控制方程和磁链滑模观测器设计。仿真与实验结果表明:所提出的方法可以获得精度较高的定子磁链观值,对电机电感的变化具有较强的鲁棒抑制能力,可以非常近似地估计最大转矩(MTC)。

交流调磁型永磁同步电机磁通协同调控最大转矩铜耗比控制

电动汽车驱动系统不仅需要拥有宽广的调速范围和恒功率运行区域,还应具备高效率、低损耗的优点,以实现续航的最大化。针对这些技术特点,该文研究了一种调磁性能优越的交流调磁型永磁同步电机(ACFR-PMSM),分别建立其等效磁路模型和稳态数学模型。并以该电机特殊的径向-轴向结构为基础,研究了其电感特性和转矩输出特性,从理论的角度论证了实现最大转矩铜耗比(MTPCL)控制的可行性。另外,分别采用拉格朗日乘子法和电流选择穷举法,获得了MTPCL控制的径-轴向定子绕组最佳电流选择方案。最后,实现了所提出控制策略的计算机仿真和样机测试,验证了其良好的动态控制性能,详细对比了经典id=0控制和所提出MTPCL控制的实施效果并计算了运行铜耗。

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。

采用MPC-MTPA的新能源车永磁同步电机控制研究

针对传统永磁同步电机控制器结构复杂,负载突变时动态响应速度慢,导致电机抗干扰能力差、工作效率低的问题,提出了一种模型预测控制(model predictive control,MPC)融合最大转矩比控制(maximum torque per ampere,MTPA)的电机非级联控制方法。构建MPC和MTPA控制器,利用MPC中的代价函数同时完成转矩控制和MTPA控制,在代价函数中引入动态分配的权重系数优化非级联MPC-MTPA控制器。仿真和试验结果表明:相比传统电机控制方法,提出的变权重系数非级联MPC-MTPA控制方法的稳定性提高约26%,动态响应特性提高约50%。

内置式永磁同步电机的MTPA模型预测控制

提出一种内置式永磁同步电机(InteriorPermanent Magnet Synchronous Motor,IPMSM)的最大转矩电流比(Maximum Torque Per Ampere,MTPA)模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)方法。方法通过MTPA控制,建立了电机电磁转矩参考值与定子电流d、q轴分量之间的关系。在瞬态时,上述方法与传统的单矢量MPC相同,以d、q轴电流的跟踪误差作为代价函数,保持了传统的模型预测控制动态响应快的特点;在稳态时,采用双矢量MPC,减小了转矩脉动,改善了电机的稳态控制性能。仿真结果表明,与i_(d)=0的MPC相比,给出的控制策略动态响应快,稳态转矩脉动小,铜损耗低。

电动叉车半永磁控制系统应用研究

本文论述了半永磁控制系统在电动叉车上的应用。主要包括行走系统、作业系统,其中,行走系统采用交流异步电机驱动,作业系统采用永磁同步电机驱动,针对交流异步电机采用矢量控制策略,针对永磁同步电机采用最大转矩电流比控制策略和弱磁控制策略。实践证明,在同等条件下较普通电动叉车节能,续航时间提升约10%。

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。

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。

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。