考虑逆变器非理想特性的永磁电机MTPA控制策略

最大转矩电流比(MTPA)控制可以降低铜损,进而有效提高电机效率,适用于空调永磁压缩机系统,但受逆变器非理想特性的影响,最优电流矢量角追踪精度存在下降问题。研究逆变器非理想特性对虚拟直流信号注入MTPA方法的负面影响并给出补偿方法。针对控制系统数字延迟问题,根据系统采样时间对电流矢量角追踪过程中的电压信息进行校正;此外,采用基于饱和函数的死区补偿方法,降低逆变器非线性引起的电压误差。实验结果表明,所研究的逆变器非理想特性补偿方法提高了最优电流矢量角追踪的准确性。

基于反推原理的PMSM速度位置协同MTPA控制

针对永磁同步电机(PMSM)传统PID位置控制中速度不可控且PI参数整定复杂的问题,文章提出了一种基于反推原理的PMSM速度指定位置跟踪最大转矩电流比(MTPA)控制方法。相较于id=0控制,MTPA控制能够有效利用凸极永磁同步电机(IPMSM)的磁阻转矩实现电机出力最大化,且仅需最小电流。文章采用公式法建立了MTPA控制下的dq电流关系式,然后设计了位置、速度和电流反推控制器,这样可以增加一个速度控制自由度,同时保证了控制系统的稳定性。仿真结果表明,该控制系统动态响应快、稳态误差小和参数调整少,从而验证了该方法的正确性和有效性。

考虑位置观测误差的永磁同步电机无传感器驱动系统MTPA控制策略

最大转矩电流比(MTPA)控制是提升永磁同步电机无传感器驱动系统效率的重要手段之一。在无传感器驱动系统中,传统计算法根据公式推导最优电流矢量角解析解,无法计及位置观测误差变化的特性,而注入虚拟信号寻优方法受位置观测误差影响精度降低。为解决该问题,提出一种考虑位置观测误差的MTPA方法。所提方法通过比较上述两种方法在无传感器驱动系统中对最优电流矢量角不同的追踪结果估计位置观测误差,利用估计的位置误差对电机数学模型进行校正以实现最优电流矢量角高精度追踪。最后,在2.2kW内置式永磁同步电机实验平台验证了所提方法的有效性。

基于极值搜索算法的永磁同步电机MTPA控制

永磁同步电机的MTPA控制技术一直是内嵌式电机控制领域中的热点方向,然而传统方法对于MTPA工作点的确定存在不小的误差。本文提出了一种基于极值搜索算法的永磁同步电机MTPA控制技术,相比较传统方法对于电机参数的依赖和敏感性,该方法对电机参数依赖性不强,且准确性较高。其利用电机的反馈电流矢量幅值,搜索出适当电流矢量角度,使电流幅值达到最小值,实现MTPA控制,最后仿真验证了该方法的有效性。

一种改进的内嵌式永磁同步电机虚拟信号注入MTPA控制

针对基于虚拟信号注入的内嵌式永磁同步电机最大转矩电流比控制策略存在准确性较低、响应速度慢的问题,提出一种改进的虚拟直流信号注入法的控制策略。通过设定虚拟信号自适应律,根据不同工况的需求,实时更新在dq轴注入直流信号的方向,并进一步建立虚拟功率模型,在具有自适应律的虚拟直流信号的响应下,利用虚拟功率响应中的信息实现电机MTPA工作点的跟踪。与此同时,通过建立小扰动模型和李雅普诺夫函数,深入分析了控制参数对MTPA跟踪性能的影响,可通过对系统控制的调节有效减少因系统稳态振荡产生的转矩变化,验证了虚拟直流信号注入法在极值处的局部稳定性。仿真结果表明:新方法在不产生额外转矩扰动的情况下,能弥补传统直流信号注入法的误差,在保证控制精度的同时合理简化算法,可适用于不同工况下的MTPA控制。

考虑磁路饱和的IPMSM电感辨识算法及变参数MTPA控制策略

内置式永磁同步电机(IPMSM)d、q轴电感会随着磁路饱和程度的不同而发生改变,这会降低最大转矩电流比(MTPA)控制的有效性。考虑到定子电流引起的磁路饱和及交叉饱和效应的影响,提出了相应的d、q轴电感辨识算法和变参数MTPA控制策略。采用基于旋转高频电压注入的d、q轴电感辨识算法可在其他电机参数未知的前提下得到不同负载条件下的d、q轴电感;变参数MTPA控制策略能够充分利用标幺值化处理的优势,在转矩-最优电流控制表不变的基础上,只需根据实际d、q轴电感更新电流基值和转矩基值便可克服电感变化带来的不利影响,并实现一定转矩条件下的最佳MTPA控制。最后在电机控制实验平台上通过实验对提出的电感辨识算法和变参数MTPA控制策略的可行性和有效性进行了验证。

基于转速估计的永磁同步电机MTPA控制

由于永磁同步电机的参数易受温度、磁饱和等因素的影响而发生变化,进而影响控制系统的精度。根据电机模型提出了一种基于转速估计的最大转矩电流比控制(MTPA)算法。仿真结果表明,提出的MTPA控制策略使电机具有较好动态响应性的同时,有效地改善了电机自身参数时变性对控制系统的影响。

内置式永磁同步电机MTPA控制效率仿真研究

针对传统内置式永磁同步电机(IPMSM)直接转矩控制及直接磁链控制中电机损耗较大问题,提出一种基于最大转矩电流比(MTPA)的效率优化方法.根据内置式永磁同步电机的数学模型,分析电机的功率损耗情况与其影响因素,有针对性地对可以减小的损耗进行降损,并采用最大转矩电流比控制法对电机进行控制.最后利用Simulink对电机运行特性进行仿真和分析,验证了采用最大转矩电流比控制法可提高永磁同步电机的效率.

车用永磁同步电机矢量控制策略研究

为提升混合动力汽车内置式永磁电机磁阻转矩利用效率,以相同的功率输出时能降低电机所需电流,并提高控制系统效率,开发了一种最大转矩电流比(MTPA)控制与弱磁控制相结合的策略。以基速为衡量标准,在基速之下时采用MTPA矢量控制策略,满足低转速工况的高扭矩需求并提升混合动力汽车续航里程;在基速之上时采用弱磁控制策略,基于直流侧电压利用率判断是否采用弱磁控制,并且通过引入反馈解耦,降低耦合项在转速较高时引发的不利影响。仿真与实验结果表明,该控制策略控制精度高、动态响应快,适用于混合动力汽车永磁电机控制系统。

内置永磁同步电机最大转矩电流比控制综述

内置永磁同步电机(IPMSM)转矩由电磁转矩和磁阻转矩构成。改善IPMSM运行效率可以从最大限度利用其磁阻转矩的角度出发研究,最大转矩电流比(MTPA)控制策略的目标就是对IPMSM磁阻转矩的充分利用。基于此,对MTPA控制策略进行了梳理和总结,对不同MTPA控制策略分析了其实现策略,最后重点介绍了基于虚拟信号注入的MTPA控制策略。

宽转速范围永磁同步发电机电流矢量控制

为了实现永磁同步发电机(PMSG)在宽转速范围内和变负载条件下的高性能稳压控制,提出一种基于PWM整流器的PMSG电流矢量控制策略。PMSG输出的不稳定交流电经过PWM整流器变换成稳定的直流电,这样的直流发电系统具有高功率密度、高效率和能量、可双向流动等优点。所述的电流矢量控制策略,具体是在PMSG低速时采用最大转矩/电流比(MTPA)控制,中高速时通过一个电压外环实时补偿d轴弱磁电流,使得PMSG系统能够根据转速和负载变化及时地分配和控制d、q轴电流。仿真和实验结果验证了该控制策略的正确性和有效性,实现系统在宽转速范围的高性能稳压输出。

基于在线定子电流优化的IPMSM驱动系统控制

永磁同步电机的磁路饱和及交叉饱和,会导致其电感参数与定子电流之间呈非线性变化,若不考虑电感参数的变化,势必导致电驱动系统运行时电机转矩输出能力下降和系统效率降低,甚至出现系统失稳。给出了计及磁路饱和与交叉饱和后,基于在线定子指令优化的内嵌式永磁同步电机驱动系统宽调速范围运行的控制方案,该方案自动实现MTPA控制和弱磁控制不同定子电流指令最优值的在线获取并实现不同控制方式的平滑切换。最后,通过系统仿真验证该方案的合理有效性。

纯电动汽车用永磁同步电机转矩控制仿真研究

基于纯电动汽车低速下的行车要求及永磁同步电机的结构特点,分析电机低速下转矩输出实现采用的最大转矩电流比控制方法;利用Matlab/Simulink工具对控制算法进行仿真分析。仿真结果证明这种控制方式可以满足电动汽车低速大转矩的行驶需求。

IPMSM驱动系统宽调速范围的高效鲁棒控制

内嵌式永磁同步电机驱动系统(IPMSM)在电动汽车宽调速范围和复杂多变的工况下运行,传统的双电流闭环PI调节器控制在IPMSM驱动系统进入弱磁区域后极易出现调节器饱和,甚至导致系统失稳的技术不足。为此,架构了计及磁路饱和及交叉饱和后的IPMSM驱动系统,基于查表快速获取系统MTPA控制时的定子电流指令;弱磁控制时,系统自动切换到单定子电流内环PI调节器控制。最后,通过系统仿真和性能测试证实了建议的电动汽车IPMSM驱动系统能够实现宽调速范围内的高效稳健运行。

基于参数辨识的PMASynRM控制策略

针对永磁辅助同步磁阻电机(PMASynRM)参数变化大,依据固定参数进行控制容易导致控制精度差的问题,考虑电机磁饱和对参数的影响,基于电感参数(L_(d)、L_(q))离线辨识技术,采用一种自适应的最大转矩电流比(MTPA)控制策略,实时动态地分配最佳的d、q轴电流,以实现对永磁辅助同步磁阻电机宽速度范围、高转矩精度、高效率的控制。通过仿真和实验,验证了所采用控制方法对永磁辅助同步磁阻电机高转矩精度控制的有效性。

电动飞机永磁电机最大转矩电流比控制策略

为了解决某型双座电动飞机控制器在接近电机额定转速是抖动问题。建立了永磁同步电机的数学模型,并推导出在Te极值时id与iq的关系。推导出d、q轴电流与转矩的表达式和PI控制器参数,由此设计MTPA模块;搭建仿真模型实现最大转矩电流比控制方法。实验在电机参数与负载条件不变情况下进行。试验分为两个阶段,第一阶段为固定电流启动,目的是比较id=0与MTPA两种控制策略在电流值相同下转矩输出情况;第二阶段是平稳运行时突加负载目的是比较在相同负载情况下两种控制策略对电流的利用率。分析结果得出最大转矩电流比控制策略可以优化启动速度、提高电机效率、获得更好的动态性能。

电机驱动操动机构永磁同步电机矢量控制策略

为了降低高压断路器的故障率,研究了一种永磁同步电机(PMSM)驱动的高压断路器操动机构及其控制方法。永磁同步电机矢量控制系统能够实现高精度、高动态响应、大范围的速度和位置控制。描述了永磁同步电机的数学模型,在数学模型的基础上,分析了永磁同步电机矢量控制的3种电流控制策略:i_d=0控制,MTPA最大转矩电流比控制和弱磁控制。描述了3种控制策略的控制原理和特点,通过仿真对3种控制策略进行了验证。

船舶混合推进系统制动过程分析与研究

混合动力系统采用轴带电机再生制动来吸收制动能量实现快速制动,但制动电阻的选型和控制分析需要大量的计算和校核。针对此问题,对混合动力船舶制动过程中螺旋桨负载的转矩随转速变化的特性进行仿真分析,提出基于轴带电机最大转矩电流比(MTPA)控制的制动控制策略和基于该控制方式的制动电阻选型过程、选型方法并进行仿真验证。仿真中轴带电机以MTPA控制方式实现了电磁转矩一直保持其最大转矩的快速制动;经仿真对比,小于等于5Ω的制动电阻选型方案能够满足目标船制动能量消耗需求。所形成的制动电阻选型及验证方法,能够在装船前对该关键部件与船舶的适配性进行很好地优化与验证,对于新型混合动力推进系统船舶关键部件的设计具有指导意义。

城轨车辆永磁同步牵引系统的仿真研究

以某地铁10号线地铁车辆为技术平台,对永磁同步牵引系统在地铁领域应用进行研究。对整车总体技术指标、牵引特性曲线、牵引传动系统主电路及相关控制策略进行介绍,并通过建模仿真验证了永磁同步牵引系统及其控制策略等关键技术的可靠性。

基于矢量控制的有轨电车永磁牵引系统研制

为实现有轨电车的高效节能,研制了一种基于矢量控制的有轨电车永磁牵引系统。在介绍永磁牵引系统的组成、整车技术参数及要求的基础上,重点对永磁同步电机的控制策略展开分析研究,采用一种基于速度的分段矢量控制策略,以实现有轨电车大转矩、宽调速范围、节能的性能要求。通过试验验证了永磁同步电机控制策略稳定、可靠,能实现永磁同步牵引系统的转矩特性,显著降低了有轨电车的牵引能耗。