永磁同步电机单电流调节器弱磁控制策略优化 被引量：8

1

作者 石讯 易映萍 石伟 《控制工程》 CSCD 北大核心 2021年第2期327-334,共8页

针对电压角度法单电流调节器弱磁控制策略带来的内环稳定性下降问题,采用小信号模型法推导了使用该控制策略时电机的传递函数,证明了控制系统本质上是一个非最小相位系统。针对使用该控制策略时内置式电机参数特性导致的开环极点接近虚... 针对电压角度法单电流调节器弱磁控制策略带来的内环稳定性下降问题,采用小信号模型法推导了使用该控制策略时电机的传递函数,证明了控制系统本质上是一个非最小相位系统。针对使用该控制策略时内置式电机参数特性导致的开环极点接近虚轴的问题,提出采用PD控制器前馈补偿策略。针对电机弱磁控制过程中极点改变导致传统PID控制器参数整定不合理的问题,基于内模控制原理,提出采用变参数PID控制器的弱磁控制策略。仿真与实验结果表明,所提出的方法可以有效提高使用电压角度法单电流调节器弱磁控制策略时电流内环的稳定性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 单电流调节器弱磁控制策略 电压角度法 非最小相位系统 变参数PID控制

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基于单电流调节器的永磁同步电机深度弱磁控制及模式切换控制策略 被引量：6

2

作者 王国栋 王丽芳 +1 位作者 吴艳 张俊智 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期219-230,共12页

为解决传统双电流调节器弱磁控制策略因交叉耦合和电流调节器饱和导致的系统不稳定问题,提高电流动态响应速度,本文提出一种稳定的永磁同步电机深度弱磁控制策略——基于电压相角的改进型单电流调节器弱磁控制及模式切换控制策略。该控... 为解决传统双电流调节器弱磁控制策略因交叉耦合和电流调节器饱和导致的系统不稳定问题,提高电流动态响应速度,本文提出一种稳定的永磁同步电机深度弱磁控制策略——基于电压相角的改进型单电流调节器弱磁控制及模式切换控制策略。该控制策略集成了动态性能优异、控制结构简单、不依赖电机参数、电压利用率高和可移植性强等优点。在分析了不同单电流调节器的稳定运行范围后,根据系统控制需求的不同,规划了不同的电流轨迹,设计了不同单电流调节器弱磁控制策略,优化改进了恒转矩区和弱磁区切换条件,确定了恒转矩区和弱磁区切换时保持电压相角不变的关键,提出了不同单电流调节器切换时,可根据控制需求的不同,设计不同的切换方法,但须确保切换时交轴电压保持不变的切换关键,使控制策略便于工程应用。仿真和实验验证了所提方法的稳定深度弱磁能力和切换控制策略的有效性,最终实现了6.3倍深度弱磁控制和弱磁区不同单电流调节器在电动工况和发电工况下的平滑切换。 展开更多

关键词 永磁同步电机 单电流调节器 弱磁控制 电流轨迹 电压相角

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基于交直轴电流耦合的单电流调节器永磁同步电机弱磁控制 被引量：60

3

作者 方晓春 胡太元 +1 位作者 林飞 杨中平 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期140-147,共8页

基于交直轴电流耦合的单电流调节器弱磁控制是一种新颖的永磁同步电机弱磁策略,能够解决双电流调节器在电机高速域相互冲突而易于饱和的问题。交轴电压指令如何确定是此方法的研究重点,直接影响电机的电压利用率、效率以及负载能力。该... 基于交直轴电流耦合的单电流调节器弱磁控制是一种新颖的永磁同步电机弱磁策略,能够解决双电流调节器在电机高速域相互冲突而易于饱和的问题。交轴电压指令如何确定是此方法的研究重点,直接影响电机的电压利用率、效率以及负载能力。该文基于电机电压方程对电流耦合调节弱磁控制基本原理进行描述,并提出改进的控制方法。利用id-iq坐标平面上的定子电流轨迹,对现有方法的缺点和所提出方法的预期控制效果进行了分析。在小信号范围内,对所提出方法的动态控制过程和可控性进行了阐述。所提出的电流耦合调节变交轴电压弱磁控制策略,交轴电压指令根据电机工况自行调节,无需查表,且不依赖电机参数,易于实现。仿真和实验结果验证了所提方法的可行性和性能优势。 展开更多

关键词 永磁同步电机 弱磁控制 交直轴电流耦合 单电流环 交轴电压

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基于虚拟电阻的永磁同步电机单电流调节器弱磁控制 被引量：21

4

作者 李雪 迟颂 +1 位作者 刘聪 吴尚 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期1046-1054,共9页

单电流调节器弱磁控制是一种有效的永磁同步电机弱磁控制策略,该控制方法只需要一个电流调节器就可以同时实现速度调节和弱磁控制,结构简单、动态响应快,并且能够解决传统弱磁控制策略中双电流调节器在电机高速时易于饱和的问题,但是电... 单电流调节器弱磁控制是一种有效的永磁同步电机弱磁控制策略,该控制方法只需要一个电流调节器就可以同时实现速度调节和弱磁控制,结构简单、动态响应快,并且能够解决传统弱磁控制策略中双电流调节器在电机高速时易于饱和的问题,但是电机不能充分利用逆变器输出电压,且电机的带载能力和效率不能兼顾。该文提出基于虚拟电阻的单电流调节器弱磁控制策略,对单电流调节器弱磁控制中的弱磁电压依据电流轨迹进行优化设计,在保证动态调速性能和带载能力的同时实现效率优化;构建基于虚拟电阻的单电流调节器弱磁控制系统,通过仿真和实验验证了该算法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 弱磁控制 单电流调节器 虚拟电阻

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电动汽车IPMSM单电流调节器弱磁控制技术 被引量：8

5

作者 康劲松 张亚洲 《电源学报》 CSCD 2014年第4期41-46,共6页

针对电动汽车IPMSM在弱磁扩速时交直轴电流强耦合的问题,采用单电流调节器的弱磁控制方式,通过选择开关对最大转矩电流比(MTPA)控制方式和弱磁控制方式在不同运行状态下进行切换。在弱磁控制中直轴电压指令由直轴电流调节器获得,交轴电... 针对电动汽车IPMSM在弱磁扩速时交直轴电流强耦合的问题,采用单电流调节器的弱磁控制方式,通过选择开关对最大转矩电流比(MTPA)控制方式和弱磁控制方式在不同运行状态下进行切换。在弱磁控制中直轴电压指令由直轴电流调节器获得,交轴电压指令则根据直轴电压值通过调节器直接给出。该方法能够对电机直流电压充分利用,使电机工作在最优工作点。建立该控制系统的Matlab/Simulink仿真模型,仿真结果分析证明该方法的可行性。最后搭建以英飞凌TC 1782为主控芯片的电动汽车驱动控制系统平台,对所提的控制策略的实际应用能力进行验证。 展开更多

关键词 电动汽车 IPMSM 弱磁控制 单电流调节器

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一种基于单D轴电流调节器的PMSM在方波下的控制策略 被引量：10

6

作者 王震 周明磊 +2 位作者 谢冰若 白龙 王琛琛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期1154-1163,共10页

永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)由于其多方面的优点,在轨道交通领域得到越来越多的重视。轨道交通领域的牵引电机在高速区通常会进入方波工况。针对永磁电机在方波工况下电机电压完全失去调节能力的问题,提出... 永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)由于其多方面的优点,在轨道交通领域得到越来越多的重视。轨道交通领域的牵引电机在高速区通常会进入方波工况。针对永磁电机在方波工况下电机电压完全失去调节能力的问题,提出一种基于单d轴电流调节器调节q轴电压的控制策略(single D-axis current regulator-variable Q-axis voltage,SDCR-VQ),该方法可适用于任意形式的永磁电机在全弱磁区域内的控制。通过建立该方法的小信号模型,对其稳定性以及动态性能进行分析。基于该方法,针对永磁电机在运行中电机参数会发生变化的问题,对电机参数不准的影响进行分析,并提出一种多参数在线补偿策略。最后通过仿真和实验验证了所提方波下控制策略以及参数补偿策略的有效性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 方波 矢量控制 单电流调节器 参数补偿

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方波工况下PMSM单电流调节器控制策略的研究 被引量：2

7

作者 王震 周明磊 王琛琛 《电源学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期69-77,共9页

轨道交通领域中的永磁同步电机PMSM(permanent magnet synchronous motor)在高速区通常运行在方波工况,电机电压幅值达到最大值时失去调节能力,仅有电压矢量角可供调节,导致传统的基于双电流环的控制策略失效。通过对方波工况下转矩与... 轨道交通领域中的永磁同步电机PMSM(permanent magnet synchronous motor)在高速区通常运行在方波工况,电机电压幅值达到最大值时失去调节能力,仅有电压矢量角可供调节,导致传统的基于双电流环的控制策略失效。通过对方波工况下转矩与电压相角、d轴和q轴电压以及电流与电压相角、d轴和q轴电压关系的推导,可得方波工况下有6种不同的单电流环控制策略,目前应用于方波工况下的单电流环控制策略属于这6种控制策略之一。通过建立小信号模型,对这6种控制策略的稳态性能以及动态性能进行分析比较。最后通过仿真以及实验研究证明了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 方波工况 矢量控制 单电流调节器

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基于单Q轴电流调节器的永磁同步电机电流轨迹控制 被引量：21

8

作者 张梓绥 王琛琛 +2 位作者 游小杰 周明磊 王彬 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第24期5779-5788,共10页

针对电压矢量角弱磁控制方法无法规划永磁同步电机电流轨迹的问题,提出一种基于单交轴电流调节器的电压矢量角弱磁控制方法。首先基于交/直轴电流平面的永磁同步电机基本电磁关系,分析不同限制曲线之间的关系和电流轨迹变化的情况,通过... 针对电压矢量角弱磁控制方法无法规划永磁同步电机电流轨迹的问题,提出一种基于单交轴电流调节器的电压矢量角弱磁控制方法。首先基于交/直轴电流平面的永磁同步电机基本电磁关系,分析不同限制曲线之间的关系和电流轨迹变化的情况,通过转矩特性曲线簇规划相应最优电流轨迹;其次通过对最大电压幅值限制下唯一自由度的分析,采用单交轴电流调节器以实现弱磁区域的电流轨迹控制,同时证明所提出方法的稳定性;最后在所搭建的3kW永磁同步电机仿真/实验平台上与现有弱磁优化方法的对比仿真/实验研究结果表明,所提方法完成弱磁/非弱磁平滑切换功能,简化牵引/制动算法并保证系统稳定性,实现良好的电流响应与电流轨迹控制。 展开更多

关键词 永磁同步电机 弱磁控制 单电流环 电流轨迹

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三相永磁同步电机单电流传感器矢量控制策略 被引量：11

9

作者 许观达 肖飞 +1 位作者 连传强 刘计龙 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2022年第23期104-111,共8页

为提高三相永磁同步电机单电流传感器条件下的控制性能,提出了一种基于全阶滑模观测器和准比例谐振调节器的电流重构方法。该方法首先在两相静止坐标系下以电流和扩展反电动势为观测量,建立了全阶滑模观测器的数学模型。然后利用准PR调... 为提高三相永磁同步电机单电流传感器条件下的控制性能,提出了一种基于全阶滑模观测器和准比例谐振调节器的电流重构方法。该方法首先在两相静止坐标系下以电流和扩展反电动势为观测量,建立了全阶滑模观测器的数学模型。然后利用准PR调节器对未知相电流误差进行重构,以获得全阶滑模观测器所需要的电流误差信息。最后利用观测器估计的电流信息实现高性能的闭环矢量控制,并给出了观测器和准PR调节器的参数设计方法。相较于传统的低通滤波器与PI调节器的控制方法,所提方法实现简单并且避免了低通滤波器造成的相位滞后和幅值衰减问题。半实物实时仿真结果表明,新方法在不同工况下的dq轴电流谐波减小10%~20%,并且具有更高的转矩控制精度和更好的动态性能。 展开更多

关键词 永磁同步电机 单电流传感器 全阶滑模观测器 准比例谐振调节器 矢量控制

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基于梯度下降法的永磁同步电机单电流弱磁优化控制 被引量：38

10

作者 李珂 顾欣 +1 位作者 刘旭东 张承慧 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第15期8-15,共8页

针对目前的单电流弱磁控制方法无法实现内置式永磁同步电机高速区运行效率最优的问题,提出一种基于梯度下降的单电流弱磁优化控制方法。首先在分析单电流弱磁控制思想的基础上,根据电机运行点恒转矩方向在电流下降梯度上的投影关系,在... 针对目前的单电流弱磁控制方法无法实现内置式永磁同步电机高速区运行效率最优的问题,提出一种基于梯度下降的单电流弱磁优化控制方法。首先在分析单电流弱磁控制思想的基础上,根据电机运行点恒转矩方向在电流下降梯度上的投影关系,在线寻优修正交轴电压使其工作电流达到最小值,从而实现了系统效率的提升;同时证明了梯度下降方法在解决内置式永磁同步电机弱磁优化控制问题时结果的惟一性;最后分别搭建了基于Matlab/Simulink和d SPACE的仿真与试验平台,与现有弱磁优化方法的对比试验研究结果表明,该文提出的方法可提高内置式永磁同步电机高速区的运行效率,为系统的高效运行提供了有效途径。 展开更多

关键词 单电流控制 弱磁控制 永磁同步电机 梯度优化

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异步牵引电机方波单电流闭环控制策略及其参数鲁棒性分析 被引量：10

11

作者 李华 方晓春 +2 位作者 林飞 杨中平 朱龙胜 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期2034-2043,共10页

在轨道牵引传动系统中,电机在弱磁区通常采用方波控制。方波下传统矢量控制算法受限于电压角度这一单自由度而失效。同时,电机控制中磁场定向的准确与否受电机参数变化的影响。因此,方波下准确的磁场定向控制是牵引电机在弱磁区高性能... 在轨道牵引传动系统中,电机在弱磁区通常采用方波控制。方波下传统矢量控制算法受限于电压角度这一单自由度而失效。同时,电机控制中磁场定向的准确与否受电机参数变化的影响。因此,方波下准确的磁场定向控制是牵引电机在弱磁区高性能控制的关键。该文针对方波特殊工况,提出一种单电流闭环弱磁控制策略,方波下电机q轴电压指令通过d轴电压指令和逆变器可输出最大电压得到。利用电机方程推导得到方波下电机参数变化对电机输出转矩、磁链、电流和电压的影响,进而分析了所提方波控制策略的参数鲁棒性。仿真和实验结果表明,该方法可实现对电机电流快速精准地控制,能够对因电机参数变化引起的磁场定向不准进行校正,保证电机输出期望转矩。 展开更多

关键词 牵引电机 方波 单电流闭环 弱磁 磁场定向 鲁棒性

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混合励磁同步电机弱磁控制 被引量：12

12

作者 郭栋 张波 +1 位作者 王巍 祁晓野 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期135-142,共8页

为了研究混合励磁同步电机在高速时的带载能力、速度控制性能与抗干扰能力,提出了基于模糊控制的励磁电流弱磁控制策略和自抗扰控制的速度控制策略。在分析了励磁电流与电枢电流弱磁控制特点以及弱磁控制与电机带载能力之间关系的基础上... 为了研究混合励磁同步电机在高速时的带载能力、速度控制性能与抗干扰能力,提出了基于模糊控制的励磁电流弱磁控制策略和自抗扰控制的速度控制策略。在分析了励磁电流与电枢电流弱磁控制特点以及弱磁控制与电机带载能力之间关系的基础上,以转速误差与负载观测值为模糊控制输入,实现给定励磁电流的动态调整,协调励磁电流在混合励磁同步电机控制中带载与弱磁扩速之间的矛盾,使在满足弱磁扩速要求的基础上,提高了带载能力与速度控制性能;为了克服混合励磁同步电机调速过程中的参数耦合及负载扰动等影响,采用自抗扰控制方法,提高了调速系统的抗干扰能力。最后,仿真验证了所提出控制策略的有效性和可行性,提高了系统在高速时的整体动态性能。 展开更多

关键词 混合励磁同步电机 速度控制策略 弱磁控制 模糊控制 自抗扰控制 励磁电流

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内置式永磁同步电机弱磁过渡时的解耦补偿控制 被引量：6

13

作者 毛亮亮 梁悦 王旭东 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第7期14-20,共7页

针对内置式永磁同步电机(interior permanent magnet,IPM)在弱磁过渡时电流调节器瞬态饱和导致转速范围受限甚至失控的问题,提出了基于解耦电流控制和电压指令补偿的电流矢量控制算法,解除了电机高速运行时d-q轴电流交叉耦合的影响,使... 针对内置式永磁同步电机(interior permanent magnet,IPM)在弱磁过渡时电流调节器瞬态饱和导致转速范围受限甚至失控的问题,提出了基于解耦电流控制和电压指令补偿的电流矢量控制算法,解除了电机高速运行时d-q轴电流交叉耦合的影响,使得控制规律趋于线性化,避免PI调节器输出不正常;当调节器饱和时,通过补偿电压指令使调节器迅速退出饱和状态,消除了转速调节失控现象。给出了判断电流调节器是否进入饱和的监视方法,实时决定是否有必要采取退饱和的措施,使得控制更具智能特点。在仿真结果的正确性基础上,通过台架测试进一步证实了所提出控制策略的有效性,提高了系统的稳定性并拓宽了电机的转速范围。 展开更多

关键词 永磁同步电机 弱磁过渡 解耦控制 电压指令补偿 电流调节器饱和

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基于虚拟阻抗的永磁同步电机弱磁控制 被引量：4

14

作者 迟颂 刘聪 +1 位作者 李雪 吴尚 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第11期9-15,共7页

单电流调节器弱磁控制算法是一种针对永磁同步电机的弱磁控制策略,该算法利用了永磁同步电机定子电流d轴与q轴电流分量的耦合效应,通过给定交轴电压来同时控制永磁同步电机的转矩和磁通。该算法控制简单,动态响应快,但是不能充分利用电... 单电流调节器弱磁控制算法是一种针对永磁同步电机的弱磁控制策略,该算法利用了永磁同步电机定子电流d轴与q轴电流分量的耦合效应,通过给定交轴电压来同时控制永磁同步电机的转矩和磁通。该算法控制简单,动态响应快,但是不能充分利用电机逆变器的直流侧电压,导致电机的调速范围变窄,使得电机工作效率降低。在传统的单电流调节器弱磁控制的基础上,针对电机调速范围变窄的问题,引入虚拟阻抗的概念,提出了一种新的给定交轴电压的方法,依照稳态工作点预先设定电流轨迹,再根据单电流调节器的控制思想得到交轴电压给定值的表达式,解决了传统单电流调节器弱磁控制算法交轴电压值依据经验直接给定的弊端,拓宽了电机的调速范围,提高了电机的工作效率。仿真和实验结果验证了所提算法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 弱磁控制 单电流调节器 虚拟阻抗

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