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。

基于Newton-Raphson搜索算法的永磁同步电机变电感参数最大转矩电流比控制方法

内置式永磁同步电机的最大转矩电流比控制充分利用了电机的磁阻转矩,以最小铜损为目标,可以在最小电流条件下输出最大转矩。然而,永磁同步电机的电感存在磁饱和及交叉饱和特性,实际中电感参数会随电流的变化而变化,这需要结合不同电感值进行大量繁琐的标定和拟合工作。本文提出一种变电感参数的最大转矩电流比自动搜索方法,通过构建电感关于电流的三维数据表格,利用二阶Newton-Raphson(N-R)自动搜索算法,将复杂的最大转矩电流比非线性公式转化为微控制器易实现的迭代运算,提高电流分配精度,简化标定工作,仿真和实验验证了所提出算法的有效性。

基于分段曲线拟合的IPMSM最大转矩电流比控制研究

为提高最大转矩电流比控制的实时性和控制精度,对该控制策略应用于一类高凸极率内嵌式永磁同步电机的工程实现方法进行了研究。根据内嵌式永磁同步电机在d-q坐标系下的数学模型,用极值原理推导了最大转矩电流比控制模式下d、q轴电流的分配关系。针对电磁转矩与定子电流交、直轴分量的对应关系问题,提出了一种自动分段的多项式拟合算法,用多段二次曲线逼近最大转矩电流比控制下转矩与交、直轴电流关系曲线。与单段高次多项式拟合算法相比,该算法计算量小且精度更高。文中给出了该算法的流程图并在Matlab平台下进行了仿真验证。仿真结果表明,该方法简便可行,对工程实践具有一定借鉴和指导意义。

基于空间电压矢量注入的频率可变型五相永磁同步电机最大转矩电流比控制

为了解决传统最大转矩电流比(MTPA)控制方法中高频信号注入不够灵活的难题,该文提出一种频率可变型内嵌式永磁同步电机(IPMSM)MTPA控制方法。该方法通过在空间矢量脉宽调制(SVPWM)中改变各电压矢量的作用时间,产生频率可变的高频信号,并将其直接注入到逆变器中实现MTPA。由于该方法是在SVPWM算法中实现的,所以注入信号的频率随着电机转速的变化而改变,使得信号频率的选择更加灵活。同时,由于信号直接注入到逆变器中,使注入信号的频率不干扰电机中的固有谐波且不受转速、电流环的带宽限制。实验和仿真结果表明,该方法能准确地跟踪MTPA点,并且对转矩和速度变化具有较强的鲁棒性。

永磁同步电动机直接转矩控制系统的最大转矩电流比控制

在永磁同步电动机直接转矩控制和最大转矩电流比控制理论基础上,研究了永磁同步电动机直接转矩控制驱动系统最大转矩电流比控制的实现。仿真结果表明永磁同步电动机直接转矩控制系统最大转矩电流比控制可以降低定子电流,减小损耗,从而提高系统效率。

基于模糊PI控制器的永磁同步电动机最大转矩电流比控制

为了充分利用内嵌式永磁同步电动机(IPMSM)的磁阻转矩,从理论上研究了最大转矩电流比(MTPA)控制策略,并采用模糊PI控制器对IPMSM的速度进行控制。采用极值原理推导了转矩一定时所需最小定子电流对应的电流矢量相位角,从而确定了MTPA控制时d、q轴电流的最优分配关系。为改善传统PI调速系统的动态性能,转速调节器采用模糊PI控制器实现参数在线修正。基于MATLAB/Simulink仿真软件实现了永磁同步电机MTPA控制系统的模型搭建及仿真。仿真结果表明,模糊PI具有更好的动、稳态特性。

基于改进自适应扰动观测的最大转矩电流比控制

针对内置式永磁同步电机(IPMSM)的最大转矩电流比控制(MTPA)受电机参数变化影响的问题,提出一种改进的自适应扰动观测的MTPA控制策略.该方法以定子电流矢量角作为扰动量,比较控制系统前后两个时刻的电流幅值大小,确定搜索方向.将自适应PI控制融入扰动观测法中,跟踪系统随机选择相应的扰动步长,解决动稳态性能,提高精度和系统运行效率,克服传统MTPA控制方法对电机参数依赖性、提高系统整体效率优化和电流矢量角搜索精度.考虑外界因素对电感和磁链等参数变化的影响,得到内置式永磁电机(IPMSM)dq轴下最优电流矢量角.仿真和试验结果表明,所提方法具有一定的有效性.

一种永磁同步电动机的最大转矩电流比控制方法

分析了永磁同步电动机最大转矩电流比控制的原理,利用最大转矩电流关系,通过在动态初始时刻就按照定子电流最大限幅值对应的大小对交直轴电流进行分配和控制,提出了一种PMSM最大转矩电流比控制的方案,并与i d=0控制方法进行了比较,证明了所提方法的有效性。

基于内装式PMSM最大转矩电流比控制的火炮驱动系统研究

以大功率内装式PMSM为执行元件的火炮方位驱动系统为研究对象,提出了一种采用交轴电流iq反馈求解转矩电流高次方程的方法,合理简化了高次方程,实现了最大转矩电流比控制。仿真结果表明该方法可有效提高驱动系统的动态性能,具有计算精度高、算法简单、易于工程实现等特点,满足了火炮驱动系统响应快、抗过载、调速范围宽、输出功率大、转速高等指标要求。

永磁同步电机通用化最大转矩电流比控制

对于永磁同步电机的最大转矩电流比控制,提出了一种适用于不同电机参数的通用控制方法。该方法对永磁同步电机的电机参数以去磁电流为基准进行标幺化处理,通过标幺值使各种类型及容量的电机物理量进行归一化,从而建立统一的、符合最大转矩电流比控制关系的表格供矢量控制查表,适用于表面式及嵌入式永磁同步电机。当电机类型发生变化引起电机参数变化时,只需调整去磁电流、直轴和交轴电感等参数而不需修改表格即可使控制软件应用于新的电机。最后,将本方法应用于电动汽车用电机系统,验证了所提出的方法。

基于黄金分割搜索法的IPMSM最大转矩电流比控制

在矢量控制理论的基础上,研究了内嵌式永磁同步电机(IPMSM)基于黄金分割搜索法实现最大转矩电流比控制(MTPA)的方法。该方法利用对理论最优电流矢量角表达式进行多项式拟合所得值作为搜索初始值,进而从该值开始通过黄金分割法搜索最优电流矢量角,从而实现IPMSM的最大转矩电流比最优控制。仿真结果表明:该控制算法与传统进退搜索法相比,具有更快搜索速度,对电动机参数和工作状态变化具有较强的鲁棒性。

永磁同步电动机最大转矩电流比控制

在分析永磁同步机数学模型基础上,介绍最大转矩电流比控制基本原理。采用MATLAB/SIMULINK仿真软件分别建立最大转矩电流比控制系统和id=0控制系统仿真模型,根据仿真结果对两种控制方案比较,得出最大转矩电流比控制方案的优缺点。

一种改进的永磁同步电机最大转矩电流比控制方法

永磁同步电机的最大转矩电流比控制因可以降低电机的损耗而得到广泛应用。然而,传统的基于直接计算的永磁同步电机最大转矩电流比控制方法受电机参数变化的影响较大,而传统的基于扰动观察法的永磁同步电机最大转矩电流比控制方法无法兼顾动态特性和稳态性能。为了克服直接计算法和扰动观察法各自的缺点,提出了一种改进的基于扰动观察法的永磁同步电机最大转矩电流比控制方法。所提方法既提高了系统的稳态精度,又提高了系统的动态响应速度,从而可实现高性能的最大转矩电流比控制。仿真试验验证了所提方法的有效性。

基于最大转矩电流比控制的永磁同步电机模型预测控制

由于永磁同步电机(PMSM)具有诸多优点,提出了一种基于最大转矩电流比(MTPA)控制的永磁同步电机模型预测控制方法,使磁阻转矩利用率最大化。利用离散化的数字处理技术,深入研究了多个优化目标的典型问题,其中包括:开关状态约束、MTPA优化、最大电流限制及延时补偿策略等。MATLAB/Simulink仿真数据证明:该控制系统实现了MTPA控制并且动态响应过程十分迅速,而且显著提升了PMSM模型预测控制系统的工作效率,对电机参数产生的波动显示出较强的鲁棒性。

带参数识别的永磁同步电机多虚拟信号注入最大转矩电流比控制

针对内嵌式永磁同步电机现有的最大转矩电流比控制策略存在计算复杂、占用存储空间大、控制性能低等问题,提出了一种简化的多虚拟信号注入法。通过定义新的虚拟电压以及计算不完整虚拟功率避免了大量无效计算对系统资源的浪费。该策略降低了算法复杂度,但控制精度仍与电机参数相关。进一步提出了改进的模型参考自适应参数识别算法,将自适应律分割为不同周期的函数,在保证电机三参数识别准确的同时,提高了辨识算法的稳定性。利用辨识结果实时更新电机的最大转矩电流比工作点,保证电机始终运行在最高效率。仿真与实验结果表明:参数识别算法的引入克服了多虚拟信号注入法对电机参数的依赖性,将定子电流幅值降低0.7%以上,使电机的控制轨迹更接近最大转矩电流比最优轨迹;所提策略在电机参数摄动、负载突变及变速运行等复杂工况下,能保持较好的动态响应速度和较小的电流畸变率。

一种改进的内置式永磁同步电机最大转矩电流比控制方法

为了优化内置式永磁同步电机(IPMSM)的驱动控制性能,一种结合公式法和高频信号注入法的改进最大转矩电流比(MTPA)控制方案被提出。该方法能够提高系统的动态性能,同时对电机参数变化具有鲁棒性,实现了快速、精确的MTPA控制。采用的公式法无需使用拟合或泰勒级数近似,在工程上更易实现,也更加精确,采用的高频信号注入法直接将高频信号注入到α、β轴电压中,选择注入信号的频率时无需考虑电流环带宽的影响。仿真结果验证了所提改进MTPA方法的有效性。

逆变器供电同步电动机的最大转矩电流比控制在线寻优策略综述

同步电动机的最大转矩电流比控制作为一类矢量控制,可最小化绕组铜耗以提升电机运行效率。若MTPA能实现在线寻优,而不依赖预置的电机参数或离线计算所得的预置工作曲线,则能有效增强算法的通用性和可移植性。本文介绍国内外主要的MTPA在线寻优策略,并基于各种方案的原理归纳总结不同算法的动态与稳态特性。

基于反推控制的机械弹性储能永磁同步电机最大转矩电流比控制

与id=0控制相比,同等容量下最大转矩电流比控制可使永磁同步电机输出更大的低速转矩,动态性能也更优,适合于作为机械弹性储能系统驱动控制。提出一种基于反推控制的永磁同步电机最大转矩电流比控制方法,运用极值原理建立最大转矩电流比控制下最小d、q轴电流关系式,利用带遗忘因子的最小二乘算法辨识同时变化的涡簧负载转矩和转动惯量,在此基础上,设计速度反推控制器和电流反推控制器分别取代传统速度PI控制器和电流PI控制器,并从理论上证明了控制算法的稳定性。实验结果表明,最大转矩下该方法比基于反推的id=0控制需要的定子电流更小,而与基于PI的最大转矩电流比控制相比,具有跟踪参考信号迅速、动态性能好、参数调整少的优点。