基于随机梯度下降的永磁同步电机弱磁扩速控制

为提高永磁同步电机的额定转速,并解决电机在弱磁区域输出电压方向递减信息存在的大纯滞后问题,文章提出一种随机基于梯度下降的永磁同步电机弱磁扩速控制方法。首先,分析永磁同步电机稳态运行原理,并建立永磁同步电机数学模型,采用静止三相/两相方法进行坐标变换;然后,在此基础上提出一种提高电机在额定转速、克服输出电压方向信息大纯滞后的方法;最后,与最大转矩/电流控制方法进行对比,通过MATLAB/Simulink进行仿真实验测试算法的性能。实验结果表明,该控制方法可以提高电机的额定转速,有利于克服电机在弱磁区域输出电压方向递减信息大纯滞后所导致的控制精度低等问题。     

永磁同步电机在新能源车上的应用

当前,能源问题和环境保护问题已成为影响经济社会发展的关键因素,而节能减排正是有效缓解问题并避免相关问题持续扩大的重要举措。在这样的背景之下,新能源汽车产业得以迅猛发展。新能源汽车的动力主要来自于驱动电机,且对新能源车的安全稳定有着一定影响,因此选用高效稳定的驱动电机显得尤为关键。而永磁同步电机因其具备较高的运行效率、较大的转矩密度以及高速运行状态下较为稳定的特点,被广泛应用在新能源汽车的设计制造之中。基于此,本文首先分析了新能源汽车对电机性能的要求以及性能参数选用的原则,之后对永磁同步电机的结构及工作原理进行了简要概述,随后分析了永磁同步电机在新能源车上的应用设计,最后对新能源车中对永磁同步电机的控制进行了分析,以期为相关人员提供一些参考帮助。     

电动汽车永磁同步驱动电机振动噪声建模与分析

某纯电动样车在试验过程中被抱怨驱动电机噪声问题。针对该问题,首先进行永磁同步驱动电机的振动噪音机理分析,建立以转速为输入信号和以噪声频率与阶次为输出信号的电机振动噪声理论模型,并推导出A声级噪声理论谱线;其次,进行被测永磁同步的电机振动噪声测试,得出A声级噪声试验谱线;最后,对比理论模型预测和测试结果,验证了模型的正确性,并识别被测永磁同步电机异常噪声源。该模型与试验相结合可以快速识别永磁同步电机的异常振动噪声源。     

汽车电驱动用高速永磁同步电机设计技术综述

随着环保、节能减排的要求不断提高,对新能源汽车电驱动电机也提出了更高的要求。高转速、高功率密度和高紧凑性成为未来汽车电驱动技术发展的主要目标。在各种类型电机中,永磁同步电机可以同时兼顾高转速、高功率密度的要求,但高速永磁同步电机在结构设计、材料、加工、冷却方面仍有难点亟待突破。从电机结构设计、电机控制和功率器件等方面阐述了汽车电驱动用高速永磁同步电机的关键技术及发展现状,并对当前车用高速驱动电机系统设计面临的技术挑战进行简要分析,最后基于高速电机研发的关键问题,聚焦更紧凑结构、高强度永磁材料和更精准控制,对高速电机的多物理场、多学科研发进行了展望。     

ISO26262标准下永磁同步电机故障对整车安全性的影响分析

对永磁同步电机的故障进行了详细分类,总结了各种故障带来的影响。基于CARsim整车仿真环境,设计了多种极限工况,对前轮两轮轮毂电机驱动汽车出现电机故障时的整车行为进行仿真分析,并基于ISO26262标准对永磁同步电机故障进行了汽车安全完整性等级评级工作,所得结论可为电机和整车控制器的设计与开发提供参考。     

永磁同步电机的选型及参数校验

根据永磁同步电机在纯电动轿车中的应用特性,结合整车参数及动力性参数需求,对永磁同步电机进行匹配选型。采用MATLAB强大的数学计算功能,结合驱动电机控制器的控制策略,对永磁同步电机能够达到的整车动力性能进行校验,可精确计算出整车的电驱动系统性能,更为精准确定匹配的合理性。     

电动汽车用永磁同步电动机的退磁特性分析研究

电动汽车要求其配置的永磁同步电机具备效率高、体积小及调速范围宽等特性,因此电机容易受温度及定子反向磁场作用而导致永磁体退磁,从而在工作转速范围内影响电机性能和运转可靠性。结合永磁体的退磁曲线,提出了永磁同步电机热稳定性及磁稳定性的数值分析方法,介绍了电机退磁的判断方法,并找出永磁体的退磁温度及工作点,为永磁同步电机的磁路设计提供了参考依据。     

基于MTPA的永磁同步电动机矢量控制方法研究

永磁同步电机交流调速系统在电动汽车领域中得到了广泛的应用。为了满足电动汽车快速启动的工况需求,就需要获得电机的最大转矩。本文在分析永磁同步电机弱磁原理的基础上,基于Matlab/Simulink建立永磁同步电机矢量控制仿真模型,并采用最大转矩电流比控制(MTPA)策略。仿真表明,该系统响应快、稳定性好,对车用永磁同步电机调速系统的设计有一定的指导意义。     

新能源汽车电驱后桥永磁同步电机优化设计

驱动电机是新能源汽车动力总成关键部件之一,其性能指标直接影响汽车动力输出品质。参考某款新能源汽车整车性能指标,选用永磁同步电机作为电动后桥驱动电机,通过计算获得电机的功率、转速及转矩等关键参数,基于电机的性能参数对电机结构参数进行选定,基于MotorCad软件利用参数化方法以降低齿槽转矩峰值作为优化目标,对电机永磁体厚度、宽度以及气隙长度进行优化设计,并得到电机的效率MAP图和外特性图,结果表明齿槽转矩相比于优化前有较为显著的降低,选取中国乘用车行驶工况（CLTC-P）进行仿真分析,验证了永磁同步电机优化设计的合理性。     

风冷永磁同步电机噪声分析与优化

以额定功率为18 kW的风冷永磁同步电机为研究对象,建立二维电磁仿真模型,利用有限元软件计算其径向电磁力,通过快速傅里叶变换分析径向电磁力的谐波次数,分别对电机的定子和整机进行了模态测试,得到其各低阶模态固有频率,分析了电机振动和噪声产生的原因,提出了一种通过优化电机壳体结构降低电机噪声的方法,并对改进后的风冷永磁同步电机进行了热仿真分析和噪声试验验证,结果表明,改进后电机温升满足工作要求,噪声降低了约11 dB(A)。     

EPS用永磁同步电机弱磁控制研究

针对驾驶员在快速操纵方向盘时手感沉重的问题,分析电动助力转向系统(Electric Power Steering System,EPS),用永磁同步电机的调速原理,将问题的原因归结为电机的调速范围有限。提出了以方向盘角速度为判断依据,低转速下在转矩环中进行id=0控制,高转速下在转速环中进行弱磁控制的控制策略,并根据某型号永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)给出了具体工程实现方法,进行Matlab/Simulink仿真分析及硬件在环试验。仿真及试验结果验证了所提方案的有效性。     

基于恒扭矩牛顿迭代法的永磁同步电机弱磁控制研究

电机高转速工况下，电机需要进行弱磁控制。由于永磁同步电机的永磁体磁通不能改变，因此只能通过在永磁体的负方向上增加电流id并减小电流iq来进行电机的弱磁控制。根据电机所有工况下完整的电流分布的数学公式，利用牛顿迭代法来求出在最大电流和电压限制下的恒扭矩弱磁控制，以解决d-q轴电流分配的问题，同时，通过仿真模拟结果验证牛顿迭代法在电机控制上应用的可行性。牛顿迭代法能利用公式非常精确地给出各种工况下电流分配策略，电机响应时间更短。牛顿迭代法对电机控制系统设计、测试和标定等环节起到重要的辅助作用，同时对永磁同步电机在电动汽车领域的推广和应用有很大的意义。     

混合动力汽车用油冷永磁同步电机温度场研究

针对混合动力汽车用永磁同步电机结构紧凑、散热难的特点,采用电磁场与温度场耦合的有限元分析方法对油冷冷却条件下的永磁同步电机的三维温度场进行了计算。建立了电机的电磁场二维有限元模型,得到了电机的二维电磁场分布,并以此计算了额定工况下的电机损耗。通过计算电机各部件的等效导热系数,得到了额定工况下电机各部件的发热量,并以此建立了电机的温度场三维有限元模型,进而计算出额定工况下使用油冷冷却电机的温度场分布。通过电机温升试验与仿真结果对比,验证了仿真模型的合理性和分析结果的正确性。     

电机零位对电动汽车能耗影响研究

为解决永磁同步电机因零位偏差过大而影响电机的控制效果和运行效率,本文主要从电机零位偏差对电动汽车能耗的影响进行深入研究,并研发电机零位标定功能,从而实现电机高精度的扭矩控制、降低能耗、提升续驶里程。     

无刷直流永磁电机的设计

无刷直流永磁电机 的电源虽是直流电，但其内部绕组中的电流仍是交流电，其旋转部分犹如同步电机的磁极转子，其结构及电磁原理与同步电机相似。参考同步电机电枢反应理论来分析，计算和设计无刷直流永磁电机的方法可在工程设计中应用。     

EPS永磁同步电机的可靠性试验

EPS永磁同步电机失效导致的EPS故障是当前汽车召回的重要原因之一。本文基于EPS永磁同步电机模型,根据电机故障树分析,提出EPS永磁同步电机可靠性试验内容和方案。通过在荣威E50项目上的实际应用,验证了模型的有效性和试验方案的可行性。     

电动汽车用内置式永磁同步电机气隙磁场解析建模与多目标优化

为提高电动汽车用内置式永磁同步电机气隙磁场解析计算精度和优化效率，利用混合解析法建立考虑转子铁心磁桥饱和效应的电机气隙磁场参数化解析模型。首先利用联合等效磁路法的子域法建立内置式永磁同步电机开路气隙磁场解析模型；然后利用同样方法建立转子磁桥虚拟磁场解析模型，从而得到考虑转子磁桥饱和效应的电枢反应磁场解析模型；最后通过叠加原理建立内置式永磁同步电机合成气隙磁场解析模型。通过有限元仿真和转矩测试验证内置式永磁同步电机气隙磁场解析模型的准确性。基于所建立的解析模型，以永磁体极弧宽度、定子槽口宽度和转子端部磁桥厚度为优化变量，以特定阶次频率的径向力波、转矩和效率为优化目标，利用带精英策略的非支配排序遗传算法，对一台电动汽车用内置式永磁同步电机样机进行多变量多目标优化。研究结果表明：与试验结果相比，解析计算误差小于5%,而计算时间较有限元仿真缩短90%以上；优化后，电机特定阶次频率的径向力波减小了9.2%,最大转矩提升了2.49%,最大效率提升了0.69%,高效区面积扩大了约54.46%;所提方法既解决了内置式永磁同步电机强非线性和高饱和的解析建模共性难点，又极大提高了电机多目标优化效率；研究可...     

基于自抗扰的永磁同步电机谐波抑制策略

为了更好地解决电动汽车永磁同步电机的电流畸变现象,从而提高车辆运行稳定性,提出了一种基于自抗扰控制器的谐波抑制策略。使用自抗扰控制器取代传统PI控制器在电机电流环中的作用,通过补偿系统扰动的方式抑制谐波的产生,再与电机控制过程中的谐波抑制算法相匹配,提取出电机控制系统5、7次谐波并进行补偿。使用MATLAB/Simulink仿真并进行试验验证,结果表明,该算法更好地实现了谐波抑制功能,提高了车载永磁同步电机电驱系统的稳定性。     

基于模糊PID的电动汽车用永磁同步电机矢量控制仿真研究

为了解决传统固定增益PID的永磁同步电机矢量控制系统响应速度过慢、稳态性能差、转矩脉动较大等不足,文章利用具有参数自整定功能的模糊PID控制器对矢量控制系统进行改进,在Matlab/simulink环境下建立了永磁同步电机的矢量控制系统模型,对PMSM电机的位置控制和突加负载情况进行了仿真研究。仿真结果表明:模糊PID控制器可显著提高系统鲁棒性,很好地满足了永磁同步电机高精度、快响应的控制要求。     

电动汽车用电机及其控制器

本文阐述了电动汽车用永磁同步电机的原理、结构及其性能，并对设计与电动汽车匹配的电机提出了相应意见。