大功率永磁牵引变流器半实物仿真研究

对大功率牵引永磁同步电机控制技术进行研究,提出了永磁电机在基于异步调制模式、SHEPWM调制模式和方波模式时的系统控制策略。研究了SHEPWM调制模式的工程实现方法和不同PWM模式下的动态切换方法等关键技术。经过半实物仿真验证,该控制策略在全速度范围内控制性能良好,动态切换过程中电流平滑稳定。     

永磁同步电机新型开环控制策略研究

随着永磁同步电机在节能减排中的广泛应用,永磁同步电机的开环控制策略也在动态性能要求不高的系统中得到广泛应用.开环控制系统的电压幅值在各个速度段的选取是决定开环控制性能的关键因素.在分析永磁同步电机开环控制基本原理的基础上,研究不同频率下不同电压幅值对系统性能的影响,在此基础上分析开环控制过程中电流输出特性.通过试验有效...     

永磁同步电机直接转矩控制系统研究与仿真

首先介绍了永磁同步电机的数学模型;在此基础上系统地阐述了永磁同步电机直接转矩控制理论,并介绍其磁通、转矩控制方法,给出磁通观测器和转矩观测器,在MATLAB／SIMULINK中构造系统模型。仿真结果表明,该控制方法具有良好的动、静态性能。     

用于城市轨道交通车辆永磁同步电机控制的一种新型滑模观测器

针对传统滑模观测器无法满足城市轨道交通车辆永磁同步电机无传感器控制的精度问题,使用了一种新型滑模观测器。通过建立城市轨道交通车辆永磁同步电机数学模型,在采用Sigmoid函数消除抖振的同时,引入反电动势观测器来估算反电动势值,消除了相位滞后;并采用指数趋近律代替传统等速趋近律。仿真和试验结果表明,与传统滑模观测器相比,新型滑模观测器能更好地抑制抖振,具有更好的观测精度和鲁棒性,达到了城市轨道交通车辆用永磁同步电机无传感器技术的控制要求。     

电动公交车用永磁同步电机实验研究

分析了永磁同步电机的数学模型，在此基础上搭建了电动公交车用永磁同步电机实验平台，实现了电机恒转矩和弱磁控制。给出了实验结果，并且与电机设计值进行了对比，从而表明了系统具有良好的性能，并且验证了永磁同步电机设计和计算平台的正确性。     

永磁同步电机电流调节器性能研究

永磁同步电机以其高效率、高功率密度等优点在轨道交通领域应用日益广泛。文中给出了永磁同步电机复矢量数学模型,基于该模型研究了永磁同步电机矢量控制几种常用的电流调节器控制性能。对同步旋转坐标系前馈/反馈解耦PI电流调节器和同步旋转坐标系复矢量电流调节器的控制器性能做了对比分析。理论分析和仿真结果验证了同步旋转坐标系复矢量电流调节器优异的控制性能。     

考虑转子磁通谐波的永磁同步电机控制性能分析

对于考虑转子永磁磁链d,q轴6,12次谐波的三相正弦波永磁同步电机,根据其数学模型推导了基于最大转矩／电流控制、单位功率因数控制的控制公式,指出转子永磁磁通谐波的存在不可避免地产生了与转子位置角相关的转矩脉动。在此基础上引入内模电流控制思想,将由永磁磁链产生的引起转矩纹渡的反电动势作为负载扰动,通过衰减因子和系统动态响应速度参数的合理选择来抑制电机永磁磁链谐波对电机电流跟踪性能和转矩波动的影响。仿真分析表明,永磁同步电机转矩脉动的大小与特子磁通谐波中低次谐波分量的大小有关,并且其低速转矩脉动严重;若根据不同转速范围来自适应调整转速控制器、内模电流控制器参数可以在一定程度上抑制这种转矩脉动。     

永磁同步电机的三维流场温度场耦合计算

随着永磁同步电机功率密度的提高与体积的减小,准确预估其温升成为设计过程中的关键难题。为解决该难题,以某永磁同步电机为研究对象,基于基本假设和求解条件,采用多参考坐标系模型与有限体积法对永磁同步电机三维流动与传热耦合仿真模型进行求解。对永磁同步电机内部的流体流动特性、整体温度场、定转子温度场以及对流换热系数分布进行了分析。研究方法与结果可为永磁同步电机的热设计工作提供指导。     

永磁同步电机在铁道牵引领域中的应用

尽管牵引变流器控制的三相异步电机的交流传动系统已经广泛地应用于铁道牵引领域,但近年来,由于永磁材料的迅速发展,使永磁同步电机在铁道牵引领域竞争力明显上升,具有良好的应用前景.本文从铁道牵引的观点出发,对永磁同步电机和异步牵引电机进行了技术比较,介绍了国内外有关研发直接驱动式和全封闭式永磁电动机的概况,分析了永磁同步电机在铁路牵引应用中的发展前景及面临的主要问题.     

永磁同步电机改进型积分滑模控制器研究

基于永磁同步电机的数学模型,以id=0和SVPWM相结合进行永磁同步电机控制。针对高性能伺服系统的要求,采用基于积分滑模面的滑模控制,改进了切换增益。在MATLAB/SIMULINK中对系统进行了仿真验证,仿真结果表明:和常规的积分滑模控制相比,设计的改进型积分滑模控制器超调量小、响应快、抖振小、鲁棒性较强。     

基于快速趋近律的永磁同步电机驱动系统改进无模型滑模控制

针对永磁同步电机驱动控制系统应用传统无模型滑模方法时性能指标达不到预期的问题,提出了一种基于快速趋近律的改进无模型滑模控制方法。首先,根据永磁同步电机参数摄动时的数学模型,建立速度外环的超局部模型;其次,设计一种基于改进快速趋近律的速度外环新型无模型滑模控制器,同时为了提高电机转速的控制精度,采用扩展滑模观测器实时观测超局部模型中的未知部分;最后,通过与PI控制、传统无模型滑模算法进行仿真和试验对比,验证所提算法能降低对电机模型的依赖,提高了永磁同步电机的暂稳态控制性能,保证系统的抗扰能力和强鲁棒性。     

永磁同步传动系统现状及应用

概述了永磁同步电机(PMSM)的分类及研究现状,分析了永磁同步电机的特点和不足,重点介绍了永磁同步电机控制技术现状和研究热点,对永磁同步传动系统的应用领域和发展趋势进行综合论述,认为采用永磁同步直驱传动系统,发挥永磁同步电机的终极优势,是动力传动系统的未来发展趋势。     

基于单片DSP结构的双永磁同步电机矢量控制技术研究

提出用一套控制单元实现2套独立主电路控制,驱动2台永磁同步电机的矢量控制技术。采用基于转子磁场定向的矢量控制策略,输入的力矩指令经过MTPA控制策略,进行双电流内环控制。与原异步转差控制系统相比,该技术控制精度高,动态响应快,将更适合于电车复杂的运行工况,且永磁电机无需励磁电流,节能效果更明显。     

浅谈铁道牵引永磁同步电机的设计

近年来,随着永磁材料和电机设计手段的发展,永磁同步电机在铁道牵引领域具有广阔的应用前景。本文分析了永磁同步电机的电磁设计及其在铁道牵引中面临的主要问题。     

磁悬浮轴承三电平PWM功率放大器研究

文章针对目前常用的三电平脉宽调制(PWM)功率放大器存在的实现复杂、窄脉冲、控制死区等问题,设计出一种新的三电平PWM功率放大器,给出了具体的实现方法和试验验证结果。结果表明,新的功率放大器输出电流纹波小,具有良好的动态响应能力。将该功率放大器应用于5自由度磁悬浮永磁同步电机,实现了13 000 r/min的稳定运行,且轴振满足标准要求。     

铁道车辆牵引系统用永磁同步电机比较

永磁体的采用,使永磁同步电机即使在空转的时候也能产生反电势,并且随着转速的升高反电势亦升高。当永磁同步电机作为铁道车辆牵引电机时,由于铁道车辆特有的惰行工况,必须解决永磁同步电机在铁道车辆惰行时的高反电势,以及由此带来的重投困难。如果仅从控制的角度,在电机高速运行时施加直轴负向电流,从而减弱合成气隙磁场,以降低反电势,但由此将带来惰行的铜耗,并且对控制器和逆变器的可靠性提出了更高的要求。本文从降低电机高速惰行时的反电势出发,提出了几种永磁电机方案,从而为铁道车辆牵引用永磁同步电机的选择提供一定参考。     

永磁同步电机的线性自抗扰控制及其参数整定研究

针对永磁同步电机调速系统存在的非线性、强耦合、多变量、参数摄动等问题。研究基于自抗扰技术的交流永磁同步电机直接转矩控制系统。为简化设计采用线性化的自抗扰控制算法,并对算法中的参数调整给出经验性的选取原则。仿真结果表明,该控制算法能够提高永磁同步电机调速系统的响应速度,减小稳态误差,无超调量,且抗干扰性和鲁棒性较强。     

基于无位置传感器的永磁同步电机带速度重新投入控制算法研究

永磁同步电机采用永磁体励磁,只要其旋转就会在电机端产生反电势。根据永磁同步电机的该特点及轨道交通对牵引系统带速度重新投入功能的需求,文章提出了两种基于无位置传感器的永磁同步电机带速度重新投入控制算法,详细推导了其理论基础,并给出了实现方法,并且对第二种控制算法进行了试验验证。     

一种可提高转矩输出能力的高速列车牵引电机方波工况单环弱磁控制策略

对于高速列车牵引传动系统,牵引电机在高速区会进入方波工况,方波下传统矢量控制算法失效。提出了一种方波单环弱磁控制策略,避免了传统的双环方案在方波工况下易饱和的问题,改善了电机电流的动态响应性能。在牵引电机进入方波工况前,采用传统双电流环矢量控制;而在进入方波工况后,考虑了牵引电机在方波工况下的限制条件,采用基于转矩电流误差调节的单环弱磁控制策略。同时,利用电压幅值判据,实现线性区与方波区的平滑过渡。理论分析和实验结果都证明了该方波弱磁控制策略可实现电流快速跟踪响应,转矩准确而快速的输出,且易于实际应用。     

轨道交通永磁同步牵引系统研究

由于体积小、重量轻、效率高、功率密度高的特点,永磁同步电机近年来受到轨道交通行业的密切关注。阐述了永磁同步电机的发展概况、优点及其结构,并从实现轨道交通直接传动和直接替换现有异步牵引系统两方面阐述了目前永磁同步牵引系统的研究概况,同时介绍了南车株洲电力机车研究所有限公司在永磁同步牵引系统所开展的工作。综合技术趋势和工程化,从系统设计策略、主电路结构、永磁同步电机、控制策略以及运营维护等方面对永磁同步牵引系统进行了具体的分析,为永磁同步牵引系统的研究应用提供参考,以积极推动我国永磁同步牵引系统的技术发展。