基于卡尔曼滤波器的无传感器矢量控制

永磁同步电动机因具有运行性能好、功率密度和效率高等特点，在生产和理论研究中得到广泛应用。在电动机应用领域中，拖动控制系统的可靠性极其重要，无位置传感器永磁同步电动机控制是电机拖动技术领域的一个热点。本文主要研究了永磁同步电动机（IPMSM）的无速度和位置传感器矢量控制。提出了基于卡尔曼滤波器无位置传感器的永磁同步电动机的转子位置和转速估计的方法。     

地铁车辆用永磁同步牵引电动机地面试验研究

在对地铁车辆牵引系统介绍的基础上,阐述了永磁同步牵引电动机的数学模型。根据永磁同步牵引电动机的特性及地铁车辆的运行特点,在地面试验平台上实现了永磁同步牵引电动机的恒转矩、弱磁控制和高速时的带速度重新投入控制,并给出了试验结果。从系统效率的角度与异步牵引系统进行了对比,结果表明,永磁同步牵引系统效率高。地面试验为永磁同步牵引电动机在地铁车辆上的装车应用奠定了坚实的基础。     

永磁同步牵引电动机的特殊性

在阐述永磁同步牵引电动机与异步牵引电动机工作原理的差异以及永磁材料稳定性基础上,从转子不产生损耗带来的优点、过载能力、极数的选择、环境适应性、控制方式、不可逆退磁以及磁场不可调节所带来的缺点等方面,分析永磁同步牵引电动机的特殊性,并提出设计上应采取的措施,为永磁同步牵引电动机的设计提供参考。     

全封闭永磁同步牵引电动机冷却系统设计

永磁电机自身固有的特点以及用作牵引电动机时的高功率密度、高热负荷、轻量化、高可靠性的需求,给永磁同步牵引电动机的冷却结构设计提出了高散热能力、高可靠性和良好工艺性的要求,合理地设计冷却结构是发挥永磁同步牵引电动机优势的基本保障。文章阐述了永磁同步牵引电动机冷却系统的特点及设计方法,并提出了降低永磁同步牵引电动机温升的措施。     

地铁车辆用JD155永磁同步牵引电动机的设计

介绍了基于多物理场耦合仿真的轨道交通用永磁同步牵引电动机的设计方法。以沈阳地铁二号线用JD155永磁同步牵引电动机为例,介绍了该电动机的关键参数的选取、结构、试验和运行情况、与异步牵引电动机的比较以及下一阶段的工作。试验结果证明,JD155永磁同步牵引电动机在效率和节能效果、维护、外形尺寸等方面都优于异步牵引电动机。     

轨道车辆永磁牵引电动机控制技术综述

永磁同步电动机由于具有高效率、高功率密度、启动特性好、加速能力强及噪声低等优点，在轨道交通领域得到广泛关注，具有广阔的应用前景。针对轨道车辆永磁牵引传动系统的驱动变流器拓扑和控制技术两方面展开综述。概述永磁牵引电动机变流器拓扑及其调制策略的研究现状，分析基于两电平拓扑和三电平拓扑牵引变流器的优缺点；综述碳化硅电力电子器件在轨道车辆牵引变流系统的优势和应用现状；对永磁牵引电动机的矢量控制、直接转矩控制及模型预测控制等方法进行总结与分析；针对轨道车辆的应用特点，阐述现有永磁牵引电动机弱磁控制和无位置传感器控制方法的研究现状。最后，对永磁牵引电动机控制技术的发展趋势进行展望。     

永磁同步电动机在铁道机车动车上的应用

永磁同步电动机因其效率高,现已广泛用作电动汽车牵引电动机和空调压缩机电动机等.在铁道机车动车上,直流牵引电动机用了很长时间.但近些年来已被逆变器供电且只需要较少维护的异步电动机取代.永磁同步电动机是一种交流电动机,所需维护也很少,而且效率比异步电动机高,体积和重量可以更小.为了充分发挥其效率高的特点,开发了直接驱动式和全封闭式永磁同步电动机.文章从铁道机车动车上的应用出发,介绍了我们的研究成果.     

内置式永磁同步电动机无传感器速度控制和转子初始位置估计方法的应用及实验研究

针对内置式永磁同步电动机传动提出了一种新的无速度传感器控制和转子初始位置估计方法.在内置式永磁同步电动机旋转过程中,采用扩展卡尔曼滤波方法,仅需测量电机定子的电压和电流,便可得到转速和转子位置的估计值.对内置式永磁同步电动机,采用扩展卡尔曼滤波方法的主要困难在于在静止坐标系中其动态模型的复杂性.由于磁路的不对称性,在静止坐标系中建内置式永磁同步电动机的模型比建表面式永磁同步电动机模型更复杂.在无传感器的传动系统中,电机的起动过程是一个问题,因为在起动之前没有任何信息可以获得.转子初始位置估计是在电机静止时,在瞬间对定子绕组施加合适的电压脉冲序列,通过测量峰值电流获得转子位置信息.利用磁饱和效应对凸极性的影响来区分南北磁极.给出基于浮点数字信号处理器TMS320C31平台得到的内置式永磁同步电动机实验结果.     

最近的铁道车辆技术

介绍了日本铁道综合技术研究所在铁道车辆技术方面的5项课题中所取得的成就,包括导向转向架、客车车厢内的降噪技术、车辆的动力学仿真、永磁同步电动机、车辆技术开发过程中用于闭环仿真的硬件等。其中前景看好的永磁同步电动机已取得了很大进展。     

基于模型参考自适应方法的无速度传感器永磁同步电机控制

从永磁同步电动机的数学模型出发,以电动机转速为可调参数,基于电动机电流模型建立参考模型与可调模型,通过对转速估计自适应律的数学推导,提出了新的基于模型参考自适应的永磁同步电动机无速度传感方法.并根据波波夫超稳定性定理证明了系统稳定性.在MATLAB/Simulink环境下实现了永磁同步电动机基于模型参考自适应的无速度传感系统的仿真,仿真结果表明该无速度传感方法具有较好的动静态效果,可供无速度传感器情况下的永磁同步电机控制系统设计参考.     

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。     

永磁同步传动系统的应用概况

概述了永磁材料的发展概况以及永磁同步电机的特点。永磁同步电机以其体积小、重量轻、功率密度高等特点在交流传动系统得到了越来越广泛的关注,应用领域不断扩大。文章介绍了永磁同步电机在轨道交通牵引系统、钻机顶部驱动系统、流程工业传动系统及船舶推进系统中的应用状况。     

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。     

并联混合动力客车用交流传动系统的设计

介绍了电动汽车发展的基本情况，以并联双轴结构的油电混合动力客车为例，从主电路、电机和控制系统方面详细阐述了采用永磁同步电机的交流传动系统，描述了系统在可靠性方面所采取的措施。系统试验以及相关的试验结果表明，该传动系统性能优良。     

永磁同步电机直接转矩控制系统仿真

在以转子速度旋转的坐标系中建立永磁同步电机(PMSM)的数学模型,且针对整个直接转矩(DTC)控制系统进行建模。详细介绍了一些关键环节的SIMULINK实现方法,并借助S函数进行仿真。结果表明,直接转矩控制策略具有优良的控制性能。     

基于Ansys的永磁同步电机电磁场有限元分析

提出了一种永磁同步电机电磁场有限元分析计算方法,建立了有限元模型,进行电机内磁场与电路的耦合计算,得到了电压曲线,并根据同步电机的矢量图计算出电枢反应电动势、交直轴电感等参数。实验结果证明了该计算方法的有效性。     

永磁同步电机直接转矩控制的研究

通过对永磁同步电机(PMSM)数学模型的分析得出了基于直接转矩控制(DTC)理论的转矩表达式，阐明了如何正确选择开关表来选择空间电压矢量控制逆变器，并通过MATLAB／SIMULINK建立仿真模型。仿真结果表明该方法具有较高的精度。     

深圳地铁永磁同步牵引系统研究分析

牵引传动系统是轨道交通车辆装备实现机电能量转换的“心脏”单元,其性能在某种程度上决定轨道交通车辆的动力品质、能耗和控制特性,是轨道交通车辆节能升级的关键系统。而永磁同步牵引系统以其高效率、高可靠性和低能耗的优势特点,受到轨道交通行业的密切关注。文章阐述深圳地铁10号线永磁同步牵引系统批量装车概况,重点分析永磁同步牵引系统组成及优势,指出推广应用永磁同步牵引系统的经济和社会效益显著。     

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。