内埋式永磁同步电机的弱磁控制策略 被引量：53

1

作者 唐朝晖 丁强 +2 位作者 喻寿益 桂卫华 李勇刚 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期68-72,共5页

针对内埋式永磁同步电机的弱磁控制,提出一种修正电流设定值的方法。该方法由两部分组成:弱磁区域的确定和设定电流修正值的计算。电机运行所在的弱磁区域由恒转矩曲线方向和电流调节器输出电压递减方向之间的夹角来确定,输出电压的递... 针对内埋式永磁同步电机的弱磁控制,提出一种修正电流设定值的方法。该方法由两部分组成:弱磁区域的确定和设定电流修正值的计算。电机运行所在的弱磁区域由恒转矩曲线方向和电流调节器输出电压递减方向之间的夹角来确定,输出电压的递减方向信息通过梯度下降法计算得到;设定电流修正值的大小根据该弱磁区域内转矩、电压变化量的方向信息和电流调节器输出电压与电压设定值的差值来确定。通过实验验证了该控制策略的正确性和可行性,实验结果表明所提出的控制策略控制精确度高、响应速度快、鲁棒性好。 展开更多

关键词 内埋式永磁同步电机 弱磁控制 弱磁区域 电流设定值 梯度下降法

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内埋式永磁同步电机永磁磁链的在线辨识 被引量：37

2

作者 史宇超 孙凯 +1 位作者 马鸿雁 黄立培 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期48-53,共6页

在无速度传感器工作条件下,为了实现永磁同步电机转子位置和转速的精确控制,需要对电机参数进行在线辨识。本文研究了无速度传感器控制条件下,内埋式永磁同步电机永磁磁链的辨识。该调速系统采用转子磁链定向的矢量控制作为基本的控制策... 在无速度传感器工作条件下,为了实现永磁同步电机转子位置和转速的精确控制,需要对电机参数进行在线辨识。本文研究了无速度传感器控制条件下,内埋式永磁同步电机永磁磁链的辨识。该调速系统采用转子磁链定向的矢量控制作为基本的控制策略,利用模型参考自适应系统对转子位置和转速进行估算,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电机永磁磁链辨识方法。本文基于上述研究,实现了无速度传感器控制条件下,内埋式永磁同步电机永磁磁链的在线辨识,采用上述方法能够很好地避免由于电机的低阶状态方程而引起的辨识问题。仿真和实验结果证明了该辨识方法的可行性与有效性,而且在模型参考自适应中采用辨识得到的磁链参数,能够大幅度降低转子位置的估算误差。 展开更多

关键词 磁链辨识 内埋式永磁同步电机 扩展卡尔曼滤波器 无速度传感器控制

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基于遗传算法的内埋式永磁同步电机参数辨识方法 被引量：84

3

作者 肖曦 许青松 +1 位作者 王雅婷 史宇超 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期21-26,共6页

针对内埋式永磁同步电机的反凸极特性及传统参数辨识方法存在的缺陷,结合电机的数学模型提出了一种基于遗传算法的参数辨识方法,该方法能同时辨识定子电阻、d轴电感、q轴电感和永磁体磁链四个参数。该方法所用的信号均为可直接检测的状... 针对内埋式永磁同步电机的反凸极特性及传统参数辨识方法存在的缺陷,结合电机的数学模型提出了一种基于遗传算法的参数辨识方法,该方法能同时辨识定子电阻、d轴电感、q轴电感和永磁体磁链四个参数。该方法所用的信号均为可直接检测的状态变量,从而减少了其他干扰对电机参数辨识的影响,提高了参数辨识的准确性。仿真和实验结果表明,利用遗传算法进行参数辨识鲁棒性强、收敛性好,在不同的转速、不同的负载以及不同的控制策略下,四个待辨识参数也能够在较短的时间内收敛到真实值,具有较高的精度,同时也克服了一般遗传算法对辨识参数初始值要求高的缺点。 展开更多

关键词 内埋式永磁同步电机 遗传算法 参数辨识

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内埋式永磁同步电机驱动系统的弱磁控制 被引量：11

4

作者 陈宁 张跃 +1 位作者 桂卫华 喻寿益 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期717-723,共7页

针对内埋式永磁同步电机(IPMSM)系统高频运行困难这一问题,提出了一种基于交轴电压的弱磁控制方法.该方法基于磁场定向控制,运用交轴电压控制直轴电流,将交轴电压的期望值与反馈值作差,计算得到弱磁电流误差信号,对其进行PI运算得到弱... 针对内埋式永磁同步电机(IPMSM)系统高频运行困难这一问题,提出了一种基于交轴电压的弱磁控制方法.该方法基于磁场定向控制,运用交轴电压控制直轴电流,将交轴电压的期望值与反馈值作差,计算得到弱磁电流误差信号,对其进行PI运算得到弱磁电流.由于在重负载时直流母线电压急剧下降,引入定子空间电压矢量的有效工作时间这一变量来闭环调节所得到弱磁电流,从而实现重负载情况下的弱磁控制.建立了内埋式永磁同步电机系统仿真模型,验证了算法的正确性.将所提出的弱磁控制方法应用变频空调压缩机控制系统中,开发了基于STM32F103R8T6 ARM的弱磁控制系统实验平台,实验验证该控制算法可显著提高IPMSM的弱磁转速范围. 展开更多

关键词 内埋式永磁同步电机 弱磁 交轴电压 空间电压矢量

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内埋式永磁同步电机转速及转子位置检测 被引量：2

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作者 桂卫华 刘洁 +1 位作者 喻寿益 贺建军 《控制工程》 CSCD 北大核心 2010年第S2期155-158,共4页

针对空调压缩机等无传感器内埋式永磁同步电机(IPMSM)变频调速的控制要求,研究了无传感器IPMSM转速及转子位置检测策略,提出了一种基于滑模观测器的IPMSM转速及转子位置检测方法。使用ST(意法半导体)的STM32F103型微控芯片设计了相应的... 针对空调压缩机等无传感器内埋式永磁同步电机(IPMSM)变频调速的控制要求,研究了无传感器IPMSM转速及转子位置检测策略,提出了一种基于滑模观测器的IPMSM转速及转子位置检测方法。使用ST(意法半导体)的STM32F103型微控芯片设计了相应的观测器,并成功用于1.5 kW的IPMSM电机的无传感器矢量控制系统。该检测方法首先通过电机电流的滑模观测模块对扩展反电动势进行观测,再采用转速参数辨识和转子位置角度的锁相环(PLL),分别得到电机转速及转子位置信息,以此减小转速和转子位置的观测误差。基于Lyapunov稳定性定理分析了观测器的稳定性。最后由实验结果验证了此检测方法能够准确获得电机转速和转子位置的观测值,构成的IPMSM无传感器矢量控制系统稳态精度和动态性能良好,能够满足实际应用要求。 展开更多

关键词 内埋式永磁同步电机 STM32F103 滑模观测器 锁相环

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一种改进的内埋式永磁同步电机-脉动负载调速系统转子转速估算方法 被引量：1

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作者 史宇超 孙凯 +3 位作者 郭彦 蒋晓华 黄立培 李永东 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第7期96-102,共7页

在采用无速度传感器控制的内埋式永磁同步电机(IPMSM)驱动周期性脉动负载调速系统中,为了精确地估算转子转速的脉动,提出了一种改进的转子转速估算方法。驱动系统采用转子磁场定向矢量控制和基于模型参考自适应系统(MRAS)的转子位置估... 在采用无速度传感器控制的内埋式永磁同步电机(IPMSM)驱动周期性脉动负载调速系统中,为了精确地估算转子转速的脉动,提出了一种改进的转子转速估算方法。驱动系统采用转子磁场定向矢量控制和基于模型参考自适应系统(MRAS)的转子位置估算作为其基本的控制策略。通过JMAG软件对电机进行电磁场分析,得到了基于有限元方法的变参数电机模型,进而确定了随电机相电流和转子位置变化的电机参数值,将这些变化的参数嵌入到模型参考自适应系统(MRAS)中以提高转速估算的精度。同时,本文对电机输出转矩还采用了前馈补偿策略以匹配周期性脉动负载来减小转速脉动。通过实验验证了所提出方法的可行性与有效性,实验结果表明,在脉动负载条件下该改进方法能够大幅降低转子实际转速与估算转速之间的误差。 展开更多

关键词 内埋式永磁同步电机 周期性脉动负载 模型参考自适应系统 有限元方法 变参数电机模型

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一种低载波比下内埋式永磁同步电机离散龙贝格观测器 被引量：10

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作者 苑国锋 牛泽农 +1 位作者 郑春雨 李正熙 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期236-244,共9页

为了实现低载波比下内埋式永磁同步电机(IPMSM)无位置传感器控制,提出一种静止坐标系下离散域龙贝格观测器的设计方法。通过在静止坐标系建立基于扩展反电动势的离散域复矢量IPMSM模型,得到给定电压和检测电流之间精确的数学关系,并结... 为了实现低载波比下内埋式永磁同步电机(IPMSM)无位置传感器控制,提出一种静止坐标系下离散域龙贝格观测器的设计方法。通过在静止坐标系建立基于扩展反电动势的离散域复矢量IPMSM模型,得到给定电压和检测电流之间精确的数学关系,并结合反电动势动态方程的精确离散形式构成全阶离散龙贝格观测器的数学模型。针对观测器包含虚轴极点的问题,采用离散域直线平移法设计反馈增益矩阵,保证观测器的稳定性和快速收敛性。在14kW永磁电机测试平台的实验结果验证该方法所设计的离散龙贝格观测器在低载波比条件下的可行性和有效性。 展开更多

关键词 内埋式永磁同步电机 无位置控制 低载波比 龙贝格观测器 极点配置

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基于变限幅结构的内埋式永磁同步电机转速动态优化控制策略 被引量：5

8

作者 王宏喆 甘醇 +1 位作者 张冲 曲荣海 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第23期9341-9351,共11页

针对内埋式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)的转速动态性能优化展开研究,详细分析多种工况下的电流工作点轨迹及转速动态过程,揭示传统方法中存在的电流工作点轨迹偏移、转速超调、转矩波动等问题。... 针对内埋式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)的转速动态性能优化展开研究,详细分析多种工况下的电流工作点轨迹及转速动态过程,揭示传统方法中存在的电流工作点轨迹偏移、转速超调、转矩波动等问题。针对这些问题,该文提出一种基于变限幅结构的转速动态优化控制策略,在转速环引入一个变限幅结构,并通过引入转速误差生成转矩控制信号,实现了转速、转矩的同步控制。该文提出的方法使转速误差呈指数收敛,不仅有效抑制了转速超调和转矩波动,还消除了传统方法中电流工作点轨迹的波动、偏移等问题,显著缩短了转速调节时间并提升了转速动态性能。最后,通过实验验证所提转速动态优化控制策略的有效性。 展开更多

关键词 弱磁控制 转速动态优化 变限幅结构 内埋式永磁同步电机

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基于参数辨识的低速永磁同步电机MTPA控制策略 被引量：1

9

作者 蒯松岩 吴文扬 +2 位作者 卓金亮 魏伟 王玺凯 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2024年第4期46-52,共7页

在永磁同步电机运行过程中,由于铁芯材料磁导率呈非线性变化而导致电感变化,继而在最大转矩电流控制比(MTPA)控制下出现固有的计算参数与实际参数不匹配现象,严重影响了电机的动态性能和运行工况下的稳定性。针对这一现象,该文采用高频... 在永磁同步电机运行过程中,由于铁芯材料磁导率呈非线性变化而导致电感变化,继而在最大转矩电流控制比(MTPA)控制下出现固有的计算参数与实际参数不匹配现象,严重影响了电机的动态性能和运行工况下的稳定性。针对这一现象,该文采用高频注入原理,通过对高频注入产生的响应信号解调辨识得到实时的电感参数,然后令辨识得到的电感参数参与到MTPA计算中,保证了参数辨识的准确性和电机运行的稳定性,避免了最大转矩电流控制参数与电机不匹配导致的失控问题。最后,采用DSP LAUNCHXL-F28379D为控制核心的实验平台对所提方法进行了验证,实验结果表明该方法能够有效辨识电感参数并实现最大转矩电流控制。 展开更多

关键词 内埋式永磁同步电机 旋转高频电压注入 参数辨识 最大转矩电流比

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具有参数辨识的永磁同步电机无位置传感器控制 被引量：82

10

作者 李旭春 张鹏 +1 位作者 严乐阳 马少康 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第14期139-147,164,共10页

转子磁极位置估计的准确性决定永磁同步电机无位置传感器控制系统的性能,为了实现转子位置和转速的精确控制,需要对电机参数进行在线辨识。根据实际冰箱制冷系统需求,采用模型参考自适应系统构建无位置传感器矢量控制方案,在仿真研究电... 转子磁极位置估计的准确性决定永磁同步电机无位置传感器控制系统的性能,为了实现转子位置和转速的精确控制,需要对电机参数进行在线辨识。根据实际冰箱制冷系统需求,采用模型参考自适应系统构建无位置传感器矢量控制方案,在仿真研究电机参数变化对位置估算影响的基础上,提出了一种具有参数辨识的内埋式永磁同步电机无位置传感器控制方案。利用电机的电流模型,运用扩展卡尔曼滤波器对转子磁链和交轴电感同时进行在线辨识,并将辨识出的参数用于更新无位置传感器矢量控制算法中的电机模型。仿真和实验结果表明,参数辨识算法可以有效地辨识出实际的转子磁链和交轴电感,具有参数辨识的无位置传感器矢量控制方案可行有效,在压缩机厂商提供的电机参数存在一定误差的情况下可以保证冰箱制冷系统的性能。 展开更多

关键词 内埋式永磁同步电机 无传感器控制 参数辨识 模型参考自适应系统 扩展卡尔曼滤波器

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一种新的永磁同步电机直接转矩控制方法 被引量：10

11

作者 张春梅 刘贺平 +1 位作者 陈书锦 汪芳君 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期2037-2040,共4页

提出了一种新的无速度传感器永磁同步电机直接转矩控制方法。针对内埋式永磁同步电机直接转矩控制存在较大脉动转矩和逆变器的开关频率不恒定的缺点,设计了一种自适应模糊控制器确定占空比的方法。与其它基于自适应模糊控制器的直接转... 提出了一种新的无速度传感器永磁同步电机直接转矩控制方法。针对内埋式永磁同步电机直接转矩控制存在较大脉动转矩和逆变器的开关频率不恒定的缺点,设计了一种自适应模糊控制器确定占空比的方法。与其它基于自适应模糊控制器的直接转矩方法不同,这种自适应模糊控制器通过控制正反电压矢量作用时间,在每一采样周期计算出最优占空比。该控制器输出部分的比例因子可以根据转矩的变化趋势经自适应机构的模糊规则库在线调整,不仅可以使永磁同步电机直接转矩控制系统保持恒定的开关频率,而且可以有效地减小磁链和转矩脉动,特别是低速时的转矩脉动。为了获得高性能的无速度传感器永磁同步电机控制系统,设计了一种无速度传感器方案。理论分析和仿真实验结果证明了自适应模糊永磁同步电机直接转矩控制策略的有效性。 展开更多

关键词 内埋式永磁同步电机 自适应 模糊逻辑 直接转矩控制 无速度传感器

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基于电感变化的永磁同步电机新型启动方法

12

作者 陈宁 王智弘 +1 位作者 喻寿益 桂卫华 《控制工程》 CSCD 北大核心 2011年第3期453-457,共5页

通过分析内埋式永磁同步电机(IPMSM)磁饱和特性,建立永磁同步电机数学模型。根据在施加不通电压矢量时电流瞬间特行不同,采用无位置传感技术,提出了一种检测永磁同步电机在停止状态时转子位置的方法。在此基础上,通过设定直轴电流值为... 通过分析内埋式永磁同步电机(IPMSM)磁饱和特性,建立永磁同步电机数学模型。根据在施加不通电压矢量时电流瞬间特行不同,采用无位置传感技术,提出了一种检测永磁同步电机在停止状态时转子位置的方法。在此基础上,通过设定直轴电流值为零、交轴电流为常数,设计了一种控制定子交直轴电流的新型永磁同步电机变频启动方法。最后,在以STM32F103B为核心的实验平台上,通过对一台IPMSM的转子初始位置检测及启动实验,验证了该方法的有效性。该方法可以提高启动成功率,有效的防止了电机启动反转,降低启动电流,增大启动转矩。对于电机参数的变化也具有很好的鲁棒性。 展开更多

关键词 内埋式永磁同步电机 无位置传感器 启动 STM32F103B

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基于反向递推法的永磁同步电机控制器设计

13

作者 王丽梅 方艳霞 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2006年第4期397-400,共4页

讨论了基于反向递推设计方法的内埋式永磁同步电机速度控制器设计.通过逐步修正算法以设计镇定控制器,实现系统的全局调节或跟踪.每一步都把状态坐标的变化和一个已知李雅普诺夫函数的虚拟控制系统的镇定函数等联系起来,最终得到一个控... 讨论了基于反向递推设计方法的内埋式永磁同步电机速度控制器设计.通过逐步修正算法以设计镇定控制器,实现系统的全局调节或跟踪.每一步都把状态坐标的变化和一个已知李雅普诺夫函数的虚拟控制系统的镇定函数等联系起来,最终得到一个控制李雅普诺夫函数.仿真研究结果表明,反向递推算法可以有效克服内埋式永磁同步电机的非线性特性,所设计的反馈控制器使闭环系统稳定,且使系统具有良好的跟踪性能. 展开更多

关键词 内埋式永磁同步电机 反向递推法 非线性 反馈 李雅普诺夫函数

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考虑参数变化的车用永磁同步电机的自适应控制(英文) 被引量：1

14

作者 王颖男 Uwe SCHAEFER 《汽车安全与节能学报》 CAS 2011年第3期237-245,共9页

为提高电动车(EV)传动系统的整体性能,设计了用于内埋式永磁同步电机(IPMSM)的自适应控制器。根据IPMSM的交、直轴电感随着定子电流的变化而变化的特点,为实现最小损耗的电流控制,进行了电机参数的有限元(FEM)计算。控制器参数被保存在... 为提高电动车(EV)传动系统的整体性能,设计了用于内埋式永磁同步电机(IPMSM)的自适应控制器。根据IPMSM的交、直轴电感随着定子电流的变化而变化的特点,为实现最小损耗的电流控制,进行了电机参数的有限元(FEM)计算。控制器参数被保存在一个二维表中,根据定子电流自行校正电机的交、直轴电感值,并以查表法获得相应的控制器参数。部分控制系统组件实现在现场可编程门阵列(FPGA)中。结果表明:自适应控制器可以很好地抑制电流的超调,同时由于FPGA也部分地取代了微控制器的功能,使得该系统具有更快的响应速度。 展开更多

关键词 电动汽车(EV) 内埋式永磁同步电机(IPMSM) 现场可编程门阵列(FPGA) 自适应控制 有限元方法(FEM)

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变频空调驱动电机的弱磁控制 被引量：4

15

作者 陈宁 张跃 +1 位作者 桂卫华 喻寿益 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期65-71,共7页

在研究内埋式永磁同步电机(IPMSM)无速度传感器控制策略的基础上,阐述了永磁同步电机弱磁控制的基本原理及弱磁扩速难的原因.运用龙贝格观测器估算电机转速,提出一种基于交轴电压的弱磁控制方法,利用交轴电压控制直轴电流,将交轴电压的... 在研究内埋式永磁同步电机(IPMSM)无速度传感器控制策略的基础上,阐述了永磁同步电机弱磁控制的基本原理及弱磁扩速难的原因.运用龙贝格观测器估算电机转速,提出一种基于交轴电压的弱磁控制方法,利用交轴电压控制直轴电流,将交轴电压的期望值与反馈值作差,计算得到弱磁电流误差信号,对其进行PI运算得到弱磁电流。采用Matlab软件建立了系统仿真模型,验证了算法的正确性。针对1.5匹变频空调用永磁同步电机开发了基于STM32F103R8T6 ARM的弱磁控制系统实验平台,实验验证该控制算法可将变频空调压缩机驱动电机的可控频率提升至120Hz。 展开更多

关键词 变频空调 内埋式永磁同步电机 弱磁 龙贝格观测器 交轴电压

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