感应电机弱磁区最大转矩输出的控制策略研究

针对感应电机采用传统弱磁方法不能实现最大转矩输出,提出了一种全速度范围实现最大转矩输出的电流优化分配控制策略。首先,以最大转矩输出为目标,对电压、电流进行合理分配,得出了理论的最优电流分配原则;然后,以电机运行的实际状态与理论分配相结合,提出了一种电流优化的控制策略;最终,将该方法用于矢量控制系统中,实现了全速度范围的最大转矩输出控制。通过仿真和实验结果证明,该方法可靠、有效且动态响应性能良好。

基于暂态磁链修正的直接转矩控制系统最大转矩输出方法

为了实现高速感应电机直接转矩控制(DTC)系统的动态转矩最大输出,提出一种基于暂态磁链修正的DTC系统最大转矩输出方法。首先,建立高速感应电机DTC系统数学模型,并分析逆变器最大输出电压与电机磁链之间的矢量关系;在此基础上,对感应电机转矩变化率进行详细推导,得出动态转矩最大输出点为逆变器的有效矢量之一的关键结论;最终,打破传统DTC方法中圆形磁链的约束,引入暂态磁链修正在动态过程中将定子磁链由圆形变化为六边形。最后,双25 k W感应电机对拖样机试验表明,暂态磁链修正机制引入后对于提升感应电机DTC系统转矩响应的可行性和有效性。

基于输出电压动态调节的PMSM最大转矩无差拍控制

针对传统高速永磁同步电机(PMSM)无差拍控制中高速段存在的转矩、磁链失控问题,提出一种PMSM电压限制下的无差拍转矩控制方法(voltage limited deadbeat torque control,VL-DBTC)。在建立分析PMSM无差拍调节器非线性转矩、磁链调节原理的基础上,阐明了高速段逆变器输出电压限制与PMSM转矩输出之间的本质关系。在此基础上,通过细分PMSM无差拍转矩跟踪项为最大转矩输出和精确转矩跟踪以满足全速段系统要求。最后,搭建了110 kW高速永磁同步电机对拖实验平台,验证了VL-DBTC方法在母线电压限制下的最大转矩输出性能的优越性。

一种异步电机定子磁链弱磁控制方法

本文提出了一种电动汽车用异步电机的定子磁链弱磁控制方法,通过引入定子参考电压与逆变器能提供的电压值的比较,确定电机的运行区域,进而确定能够输出最大转矩的励磁电流,再结合给定转矩求出定子磁链参考值。本方法采用定子参考电压与母线电压对应值的比较,仅需简单计算即能实现恒转矩、恒功率、降功率区域的平滑过渡。在逆变器和电机的电压、电流能力一定时,能够输出最大转矩。无需转子磁链定向,适用于定子磁链控制的场合。通过动态调整转矩给定限制值可保证电机稳态运行不过流。仿真和实验结果证明了本方法的有效性。

连续极永磁电机弱磁控制研究

连续极永磁(consequent-pole permanent magnet,CPPM)电机是一种特殊结构的混合励磁同步电机。该文根据电压、电流约束条件,推导了全速度范围内的CPPM电机理论最大转矩输出的必要条件。在此基础上,考虑CPPM电机的结构特点和电机参数变化特性,研究了一种实现CPPM电机宽速度范围最大转矩输出的弱磁控制方法。CPPM样机的实验结果表明,所提出的弱磁控制算法具有较强的参数鲁棒性,可以实现电机宽速度范围高响应控制性能。

定子磁场定向异步电机弱磁运行特性研究

虽然很多学者提出了各种定子磁场定向异步电机弱磁最大转矩控制策略,但是弱磁区域运行时电机特性的定量分析却很少有文献涉及。针对该问题,对弱磁区域运行的定子磁场定向控制异步电机特性进行了详细的定量分析。基于异步电机Г型等效电路,推导出弱磁运行区域一电机阻抗角的极小值和相应同步角频率,以及进入弱磁区域二的同步角频率及电机运行特征值。弱磁区域转折频率和最大转差值的仿真结果与理论值相比,误差不超过3%。搭建了试验平台,实现了弱磁运行区域的最大转矩输出。试验结果表明,电机内部变量的变化规律与理论分析一致,转折频率与理论值误差不超过5%,电压和电流幅值与理论极限值的误差不超过6%。