车用内置式永磁电机直接转矩最大转矩比电流控制

内置式永磁同步电机因其高效率,高转矩密度等优点,适用于纯电动汽车的驱动。文章首先介绍了内置式永磁同步电机三相静止坐标系、两相静止坐标系及两相旋转坐标系下的数学模型。着重归纳总结了永磁同步电机直接转矩控制技术近年的进展,对比分析了几种直接转矩控制优化策略的特点。最后,基于最大转矩比电流算法建立了内置式永磁同步电机直接转矩控制的Simulink仿真,分析了传统直接转矩控制中转矩脉动的产生原因,探讨了永磁同步电机直接转矩控制未来发展方向及在纯电动汽车中的应用。

车用IPMSM二自由度MTPA控制研究

为提高车用内置式永磁同步电机驱动系统的速度响应能力和抗干扰性,提出在最大转矩比电流控制下,采用基于误差判断的反馈补偿型二自由度最大转矩比电流控制策略。通过对电机的数学模型进行分析,结合空间矢量脉宽调制技术,实现最大转矩比电流控制;构建传统PI控制系统和二自由度(two degree of freedom,2DOF)最大转矩比电流(maximum torque per ampere,MTPA)控制系统进行对比仿真分析。通过MATLAB/Simulink平台系统仿真分析,使用基于误差判断的反馈补偿型2DOF调节可使转速响应超调量控制在0.5%以内,响应时间缩短70%~80%。验证了所提控制策略的可行性和有效性。

永磁同步电机系统线性化H_∞鲁棒控制

针对内埋式永磁同步电机伺服系统,研究了一种线性化H∞鲁棒控制方法。该方法基于微分几何理论,利用输入输出解耦线性化技术将系统模型转化为线性模型;然后采用最大转矩比电流控制策略增加系统的转矩输出能力;针对负载干扰设计了负载转矩观测器;最后基于线性化模型设计了H∞鲁棒控制器,提高系统对内埋式永磁同步电机系统参数变化的鲁棒性。仿真实验结果表明基于微分几何输入输出解耦H∞鲁棒控制伺服系统有较好的动态性能、抗干扰性能、跟踪性能和鲁棒性能。

基于精确线性化解耦的内置式永磁同步电机牵引系统

针对内置式永磁同步电机(inner permanent magnet synchronous motor,IPMSM)转速与电流之间的非线性耦合问题,应用非线性微分几何理论,通过非线性状态反馈和坐标变换,实现了IPMSM牵引系统的输入输出解耦控制和完全精确线性化,将原系统分解为两个线性子系统:转速线性子系统和励磁电流线性子系统。仿真结果表明,IPMSM牵引系统解耦线性化后采用最大转矩比电流控制(maximum torque per ampere control,MTPA)比id=0控制有更大的转矩输出能力;同时,基于输入输出线性化控制设计的IPMSM牵引系统比FOC控制PI调节具有更好的动态响应和稳态误差调节特性。

内置式永磁同步电机牵引系统宽调速非线性控制器

针对内置式永磁同步电机(IPMSM)牵引系统机械参数时变、恒转矩区需高转矩输出、恒功率区需宽调速问题,运用非线性自适应控制理论,设计了一种电流滞环控制非线性自适应反步控制器。该非线性控制器在恒转矩区采用最大转矩比电流控制,提高转矩输出能力;在恒功率区采用弱磁控制策略,扩大调速范围;同时对电机参数摄动有较强的抑制能力,表现出较好的鲁棒性。仿真结果证明了IPMSM牵引系统非线性控制器的正确性和有效性。