城轨车辆永磁同步电机牵引系统研究现状与发展前景

随着城市道路的不断发展,地铁等轨道交通已经成为人们日常出行不可缺少的交通工具之一.城市轨道交通车辆的安全性不容忽视,因此有必要不断加强对轨道交通车辆安全性的研究和分析.在轨道交通车辆中,电气牵引系统是车辆必不可少的核心技术之一,它能有效地控制轨道交通车辆的牵引和电制动稳定性,保证车辆行驶过程中的安全.永磁牵引系统利用永磁同步电机高效、低噪音、高功率密度的特点,在满足列车正常运行的基础上,实现列车的节能运行.本文从永磁牵引系统与传统异步牵引系统的区别、永磁牵引系统的特点及存在的问题等方面,综合分析了永磁牵引系统在城市轨道交通领域的应用前景.

永磁同步电机牵引系统在成都地铁上的应用优化方案研究

介绍了城市轨道交通行业的节能需求和成都地铁的发展概况,以成都地铁10号线为例阐述了永磁同步电机牵引系统在地铁领域应用的优化设计方案,并分析了永磁同步电机牵引系统在成都地铁的节能经济效益预期。根据仿真计算得出:再生能量充分回馈条件下,永磁牵引列车节能率可达25%～28%。

永磁同步电机直接转矩控制系统实验教学设计与实现

为加深学生对电气传动控制技术和永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)系统理论知识的理解,培养学生的团队合作能力和综合实践能力,搭建了直接转矩控制系统的实验平台,在课程教学中引入了HiGale半实物仿真系统和MATLAB软件。学生基于MATLAB软件对永磁同步电机的直接转矩控制系统进行仿真建模、参数调试、运行和分析,并进一步在HiGale中进行半实物仿真实验,对主要实验过程及结果加以分析,使得教学形式更加多样化。该平台帮助学生加深对直接转矩控制系统的理解和认识,提高学生理论联系实际的能力,激发学生对电机控制技术的学习兴趣。

永磁同步电机变频调速系统动态解耦控制方法

常规的永磁同步电机变频调速系统解耦控制,主要采用系统反馈信号完成解耦控制,忽略了反馈信号的预测误差,导致解耦控制结果负荷响应幅值不够稳定.因此,提出永磁同步电机变频调速系统动态解耦控制方法.建立系统数学模型,在该模型中分离系统模式系数获取控制信号,对该信号进行优化处理,基于输出期望值计算预测误差,加权修正预测值,形成动态控制信号,分离有功-无功信号实现动态解耦控制.实验结果表明:所提方法应用后得出的动态解耦控制结果,表现出的负荷响应幅值较为稳定,满足了永磁同步电机变频调速系统的实际解耦控制需求.

基于模糊时变滑模的永磁同步电机调速系统设计

针对永磁同步电机突然加入负载时存在的转速波动和不稳定问题,提出一种基于积分时变滑模面和新型模糊增益趋近律的滑模调速方法。采用积分时变滑模面,在传统积分滑模面中加入一个时变项,借此提升系统的响应速度。改进传统的指数趋近律,加入非线性函数来削弱系统的抖振,同时根据不同的系统状态用模糊算法整定趋近律增益参数,着重于提升趋近速度和系统抗扰动能力。最后,使用李雅普诺夫稳定性判据证明了该控制系统的稳定性。在MATLAB/Simulink环境下将此控制策略与传统滑模控制策略进行对比,仿真结果表明:采用此控制方法的系统响应速度更快、抑制系统扰动和抖振的能力更强,具备更好的综合性能。

永磁同步电机在纯电轻卡驱动系统中的退磁原因及解决方法

文章针对纯电轻卡驱动系统中永磁同步电机(PMSM)的退磁问题,进行了系统性的分析和研究。从温度、电流、外部磁场和永磁材料等方面,分析了PMSM退磁的原因和影响,并用示意图进行了说明;提出了温度控制、电流限制、屏蔽外部磁场、选用高质量永磁材料、合理设计电机结构、定期检查和维护等一套完整的解决和预防PMSM退磁的方法,并用数学公式进行了理论分析。在此基础上,利用仿真软件对PMSM的退磁问题进行了验证。结果表明,文章提出的方法可以有效地提高PMSM的抗退磁能力和可靠性,对于纯电轻卡驱动系统的优化设计和运行维护具有一定的参考价值。

电动汽车永磁同步电机SiC驱动系统硬件设计研究

永磁同步电机因具有高效、可靠和低噪音等优点获得广泛的应用,而与其相配套的驱动系统对电机的性能、能效等方面的表现有直接的影响。基于此,探讨了永磁同步电机SiC驱动系统在电动汽车中的重要性,深入分析了电动汽车永磁同步电机SiC驱动系统硬件设计难点和要点,研究结论可供同行工程人员参考。

电动汽车永磁同步电机弱磁调速系统设计

近些年来,电动汽车作为一种清洁、高效的交通工具,受到了人们的广泛关注和应用。文章针对电动汽车永磁同步电机弱磁调速系统进行了设计,提出了一种基于MTPA控制算法的弱磁调速系统设计方案,并描述了永磁同步电机的数学模型。对PMSM调速系统进行建模与仿真设计,提出了系统性能优化方法建议。

一种永磁同步电机驱动系统效率优化方法

常规永磁同步电机驱动系统效率优化方法中电机功率因素变化值小,搜索时间长。因此,提出了一种工程化的效率优化方法。在低电压穿越工况下,从运行速度和母线电压等多方面考虑构建了一种非线性的载波切换曲线。根据曲线中最高值和最低值来设置调制系数,采用空间矢量脉宽调制方式的控制器在线性区做最大调制。在此基础上调节最优电流角,通过不连续脉宽调制方法将七段式发波规律改为五段式,最终实现永磁同步电机驱动系统效率的优化。通过对比试验发现,与其他两种效率优化方法对比电机驱动系统,提出的工程化的效率优化方法更具优势。

内置式永磁同步电机无感复合控制策略研究

为了解决内置式永磁同步电机无位置传感器控制系统中采用单一控制算法无法实现全速度范围内理想控制效果的问题,提出了一种改进型复合控制策略。在低速运行时,采用脉振高频注入法,解决了转子初始位置检测问题。通过二阶广义积分器代替带通滤波器,提高了系统的速度响应。在高速运行时,采用龙伯格观测器。同时,为了解决两种控制算法的切换问题,提出了基于改进粒子群算法的线性加权平均切换方法。仿真结果表明:在初始角度θ=2.5 rad的情况下,该策略能使电机运行在全速度范围内、转速误差范围控制在[-8 r/min,+5 r/min],且转子角度波动较小。该研究对机械制造与航天、航空领域具有实际指导意义。

新型滑模观测器下的表贴式永磁同步电机控制

在传统的滑模观测器(SMO)下的永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制系统中存在着一些问题,如抖振较强,实际转速与预期转速差值较大并且有波动等情况。针对这些问题,采用滑模控制中的一般趋近律代替传统滑模观测器中的等速趋近律,并且用光滑的Sigmoid函数替代传统的符号函数,同时通过模糊控制系统对指数趋近律中的参数进行自适应调节,对表贴式PMSM的无位置传感器控制中产生的抖振进行抑制,并且提高SMO的观测精度。利用Lyapunov第二方法对该方法进行稳定性判断,验证该方法的稳定性。使用MATLAB/Simulink搭建基于滑模观测器的PMSM控制系统仿真模型,将该仿真结果与传统的滑模观测器的仿真结果进行比较分析。研究结果显示,新型的滑模观测器依旧能够快速地追踪转子的位置,同时具有更加良好的稳定性。

双风冷外转子永磁同步电机不同动密封结构的传热特性

为加强基于定转子双风冷外转子永磁同步电机内部小间隙处密封性的同时保障间隙的散热性,在考虑旋转因素下,利用计算流体力学的方法对电机小间隙处不同迷宫密封结构在不同工况下的流场和传热特性进行数值模拟,通过对间隙处压力、速度的分析,探讨上下间隙处不同迷宫密封结构对电机整体密封性能以及定子侧壁面散热性的影响,并使用泄漏量和努塞尔数作为评价因子对其密封性能和散热性进行评估。结果表明:轴流风扇工况为吸风时更有利于提升电机密封性并同时保障间隙处散热性;在上下定转子间隙处添加迷宫密封的方式可以有效提高电机在双风冷系统下的密封性,且上下间隙处密封结构的压降总和越大,泄漏量越小;间隙处定子侧壁面的平均努塞尔数因迷宫密封的添加会有所下降,并且当来流温度低于壁温时其下降程度随密封结构阻流效果的增大而增大,高于壁温时随密封结构阻流效果、凹槽漩涡强度的减小而增大;相较于无密封结构,定子侧双凹槽结构在提高电机整体密封性的同时有效保障了间隙的散热性,研究结果为外转子永磁同步电机内部间隙处密封和散热结构的设计提供了参考。

弹载永磁同步电机模糊滑模控制器设计

针对弹载永磁同步电机伺服控制系统,建立了表贴式弹载永磁同步电机矢量控制模型,设计了基于变指数趋近率的模糊滑模控制器。该方法将模糊控制思想引入滑模控制策略,通过模糊控制器动态调整滑模趋近律的相关参数,显著提升了系统的响应速度,同时有效削弱了滑模控制引起的抖振。最后,在MATLAB/Simulink平台对该方法进行了仿真。由实验结果可知,与传统的PI控制器相比,所提模糊滑模控制算法在提升系统响应速度方面具有显著优势,且展现出了较强的鲁棒性,完全能够满足系统对控制精度的严苛要求。

新能源汽车永磁同步电机智能控制技术及实证研究

深入探讨了新能源汽车中永磁同步电机(PMSM)的智能控制技术,针对其在宽范围转速和载荷状态下的高效运行需求,提出了一套综合性的智能控制方案。该方案涵盖了电机的优化设计、先进控制算法的开发、系统集成与通信技术的应用,以及智能化与自适应管理策略。通过实验验证,所提出的智能控制系统在不同工作条件下表现出优越的控制性能,有效提升了电机系统的智能化水平和复杂环境适应能力,为新能源汽车电机系统的工程实现提供了重要的理论和技术支持。

永磁同步电机转子位置信息控制技术分析

永磁同步电机因结构紧凑、运行稳定等特点,在工业、汽车、电力领域广泛应用,随着技术不同进步,在船舶、航天系统应用程度越来越高,在恶劣条件下,永磁同步电机的调速系统受到干扰,无法正常测量位置和转速等信息,这已成为永磁同步电机进一步应用的瓶颈,因此,加强永磁同步电机控制技术的研究迫切需要,首先分析国内外研究现状,然后建立数学模型,通过不同控制策略下仿真比较,最终得出改进后评估结果。

基于准谐振滤波器的永磁同步电机死区补偿方法研究

在逆变器中,为了防止上下开关管同时导通,通常会在导通时间中加入死区时间,使得永磁同步电机产生5次和7次电流谐波。显然,研究如何抑制该谐波是非常有必要的。首先分析了死区时间引起的5次和7次电流谐波,然后采用准谐振滤波器提取电流中的谐波分量来死区补偿并进行稳定性分析,最后在MATLAB/Simulink仿真平台上验证所提方法的有效性。

滑模变结构控制在永磁同步电机控制中的实现和仿真

永磁同步电机(PMSM)是一个强耦合、多变量、非线性系统,控制难度大,而滑模变结构控制对外部扰动和参数变化有较强的自适应性,更适合实现PMSM的高性能控制。利用Matlab搭建滑模变结构控制系统模型,研究其动态性能,仿真结果显示,该系统具有良好的跟随性能和鲁棒性。

基于Simulink的永磁同步电机直接转矩控制仿真研究

本文简要介绍了永磁同步电机的数学模型以及永磁同步电机直接转矩控制系统基本原理,并基于Simulink仿真平台搭建了永磁同步电机直接转矩控制系统仿真模型,给出了模型各模块的搭建过程。使用该模型进行了3种不同工况下的仿真研究,通过仿真得出了直接转矩控制系统可以很好地跟踪输入的变化,具有响应速度快、抗干扰能力强的优良性能。本研究为永磁同步电机直接转矩控制系统的进一步奠定了基础,具有一定的工程指导意义。

巡检机器人伺服控制永磁同步电机初始位置辨识方法

针对定位法识别永磁同步电机转子初始位置误差大,影响伺服控制对永磁同步电机的控制精度,导致变电站巡检机器人定位偏差大的问题,提出一种基于最大电流法的转子初始位置辨识方法,并应用到变电站巡检机器人伺服控制系统。以巡检机器人为测试对象,验证提出辨识方法的控制精度。测试结果显示,最大电流法的误差绝对值小于5电角度,能有效解决永磁同步电机堵转、失步和超步问题,具有较好的稳定性和可靠性。

双三相永磁同步电机驱动系统简易容错控制方法研究

针对双三相电机驱动系统开路故障容错控制问题,依据双三相电机空间矢量解耦理论,提出一种简易的容错控制方法,即虚拟健全系统。研究了双三相永磁同步电机驱动系统单相缺相和开关管故障,给出了基于电流补偿的容错控制和最小铜耗容错控制的参考电流,其中以绕组总铜耗最小为优化目标得到的容错参考电流为全局最优铜耗解。采用重复控制器实现非常规容错控制参考电流的有效精确跟踪。提出的容错控制方法可确保系统容错切换过程中,整体控制框架、数学模型、调制策略均保持不变,仅需改变参考电流,降低了容错控制的复杂度。同时,提出的容错方法也可以扩展到其他相数多相电机的容错控制。