内置式永磁同步电机无传感器最小损耗控制

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作者 曲星宇 朱振康 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第11期94-98,共5页

针对内置式永磁同步电动机(IPMSM),提出了一种内置式永磁同步电机无传感器最小损耗控制策略。由于传统转子磁链观测器不易得到初始转子通量,且存在直流偏置问题,通过梯度下降法构造改进非线性观测器,提高转子位置辨识精度。为降低控制... 针对内置式永磁同步电动机(IPMSM),提出了一种内置式永磁同步电机无传感器最小损耗控制策略。由于传统转子磁链观测器不易得到初始转子通量,且存在直流偏置问题,通过梯度下降法构造改进非线性观测器,提高转子位置辨识精度。为降低控制系统的能耗,通过虚拟信号注入法构造虚拟功率电流补偿控制器,在线搜索最优调节电流。通过系统仿真结果表明,该策略能快速观测转子位置,相较于i d=0控制与VCCC,在相同工况下,能耗分别降低了4%~24.21%和1.33%~9.15%,有效提高控制系统的能耗优化性能。 展开更多

关键词 内置式永磁同步电动机 最小损耗控制 非线性观测器 梯度下降法 虚拟信号注入

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感应电动机新型最小损耗控制策略 被引量：15

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作者 张承慧 李爱文 张庆范 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第4期25-29,38,共6页

在变频驱动中，施加在电机定子绕组上的电压和频率对一给定的转矩－转速运行点可以有不同的组合，其中存在某一最佳的电压－频率组合使电机在该点运行损耗最小。但是目前所有最小损耗控制方法都要求精确了解电动机的模型和参数，因此难... 在变频驱动中，施加在电机定子绕组上的电压和频率对一给定的转矩－转速运行点可以有不同的组合，其中存在某一最佳的电压－频率组合使电机在该点运行损耗最小。但是目前所有最小损耗控制方法都要求精确了解电动机的模型和参数，因此难以用于实际工程。本文首次利用感应电动机线性化Ｍ－ｓ公式导出了最小损耗控制方程及其约束条件，文中给出仿真和实验结果，对新方法和基于模型的效率优化方法［１］进行了对比，并给出７．５ｋＷ标准效率感应电动机采用最小损耗控制与恒Ｖ／Ｆ控制时传动系统的效率比较。研究结果表明，新方法和基于模型的效率优化方法的控制效果十分近似，而新方程却具有简单、实用的突出特点，可较大地改善电动机的效率。 展开更多

关键词 感应电动机 节能 损耗 最小损耗控制

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考虑铁损的同步磁阻电机最小损耗控制策略 被引量：8

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作者 赵子安 王一帆 +1 位作者 李凤姣 沈传文 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期1-9,共9页

传统电机模型忽略了转子铁损影响,导致电机在高速运行状态下最大转矩电流比控制(MTPA)效果变差,因此提出了一种考虑转子铁心损耗的同步磁阻电机(SynRMs)模型以及相应基于模型的控制策略。提出的电机模型从能量的角度出发,将产生于铁心... 传统电机模型忽略了转子铁损影响,导致电机在高速运行状态下最大转矩电流比控制(MTPA)效果变差,因此提出了一种考虑转子铁心损耗的同步磁阻电机(SynRMs)模型以及相应基于模型的控制策略。提出的电机模型从能量的角度出发,将产生于铁心上的各类损耗统一等效为一个铁损电阻的发热损耗,兼具了建模的准确性及简洁性。在此基础上,通过对电机运行时产生总损耗进行更为精确的数学分析,提出了考虑铁损的同步磁阻电机最小损耗(ML)控制策略。通过控制输入电流合理分配使稳定运行状态下电机损耗保持在最低,有效提升了运行效率。此外,所提出控制策略可有效降低控制器的计算量。最后,通过仿真和实验结果验证了所提出控制策略的可行性及有效性。 展开更多

关键词 同步磁阻电机 电机模型建立 电机运行效率 最大转矩电流比 最小损耗控制 电机铁心损耗

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基于模型法的直线感应电机最小损耗控制

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作者 陈亚 刘小虎 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第16期85-88,共4页

为解决当前直线电机效率优化策略研究中存在的损耗模型准确性和计算复杂度难以取舍的问题,在综合考虑动态边端效应和漏感影响的基础上,对直线感应电机提出一种计算复杂度适中的新型最小损耗控制策略。选取次级磁链作为优化参数,在效率... 为解决当前直线电机效率优化策略研究中存在的损耗模型准确性和计算复杂度难以取舍的问题,在综合考虑动态边端效应和漏感影响的基础上,对直线感应电机提出一种计算复杂度适中的新型最小损耗控制策略。选取次级磁链作为优化参数,在效率最佳运行点,再次平衡d-q轴电流。首先基于改进的双三相直线感应电机数学模型推导出一种新型稳态损耗模型,在此模型基础上设计出完整的最小损耗控制策略。以1台额定功率3 kW的直线感应电机为研究对象,仿真验证此策略较传统FOC策略,在0.2 p.u.轻载、5 m/s时减少约220 W(43%)损耗,并且显著减小了推力波动,验证了新策略的损耗降低效果。 展开更多

关键词 直线感应电机 效率优化 最小损耗控制 动态边端效应 损耗模型

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永磁同步电机最小损耗的直接转矩控制 被引量：9

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作者 王晓磊 赵克友 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期331-334,共4页

针对面装永磁同步电机(PMSM),提出一种最小损耗的十二扇区直接转矩控制(DTC)策略。利用PMSM的铜损和铁损模型,求得最优励磁电流,然后给出最优的定子磁链指令值ψs*。仿真实验说明,与传统的直接转矩控制策略相比,新策略不仅提升运行效率... 针对面装永磁同步电机(PMSM),提出一种最小损耗的十二扇区直接转矩控制(DTC)策略。利用PMSM的铜损和铁损模型,求得最优励磁电流,然后给出最优的定子磁链指令值ψs*。仿真实验说明,与传统的直接转矩控制策略相比,新策略不仅提升运行效率,而且保持良好的性能。 展开更多

关键词 最小损耗速度控制 永磁同步电机 直接转矩控制 磁链十二扇区

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基于铁耗在线计算的最小损耗预测电流控制方法 被引量：15

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作者 夏长亮 李帆 +2 位作者 王慧敏 阎彦 史婷娜 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期266-274,共9页

为通过改进控制方法进一步提高表贴式永磁同步电机运行效率，该文提出一种基于铁耗在线计算的最小损耗预测电流控制方法。该方法首先通过理论分析推导出能够使损耗最小的定子d轴电流给定值关于铁耗值与定子磁链幅值的表达式，而后设计... 为通过改进控制方法进一步提高表贴式永磁同步电机运行效率，该文提出一种基于铁耗在线计算的最小损耗预测电流控制方法。该方法首先通过理论分析推导出能够使损耗最小的定子d轴电流给定值关于铁耗值与定子磁链幅值的表达式，而后设计卡尔曼观测器对定子电流铁耗分量进行观测以便计算当前运行状况下电机的铁耗值与定子磁链幅值。同时，为保证损耗抑制效果，该文将定子电流铁耗分量的观测结果引入电流预测过程中，以消除传统预测电流控制方法忽略铁耗引起的电流跟踪误差。实验结果表明，所提方法具有良好的动态性能、电流跟踪效果及损耗抑制效果。 展开更多

关键词 永磁同步电机 铁耗 最小损耗控制 卡尔曼观测器 预测电流控制

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混合励磁型无轴承磁通切换电机损耗最小控制 被引量：3

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作者 何佳佳 周扬忠 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期53-62,共10页

混合励磁型无轴承磁通切换电机(BFSHEM)的电枢绕组需要同时流过转矩电流和悬浮电流,通常有着较大的绕组发热量及系统损耗量,制约着电机效率的进一步提升。针对上述问题,以12槽/10极BFSHEM为研究对象,通过合理分配电枢电流和励磁电流的占... 混合励磁型无轴承磁通切换电机(BFSHEM)的电枢绕组需要同时流过转矩电流和悬浮电流,通常有着较大的绕组发热量及系统损耗量,制约着电机效率的进一步提升。针对上述问题,以12槽/10极BFSHEM为研究对象,通过合理分配电枢电流和励磁电流的占比,构建BFSHEM损耗最小控制策略以实现电机系统的总损耗最小。首先利用有限元仿真分析电机的铜耗及铁耗,从而确定影响电机损耗的可控电磁变量。由于影响BFSHEM铁耗的电磁变量较多,且各变量间耦合较强,鉴于现有铁耗模型难以兼顾BFSHEM铁耗计算的精度与速度要求,提出利用BP神经网络拟合出铁耗与各电磁变量的响应模型,之后使用广义模式直接搜索算法在线求解BFSHEM损耗模型的最优解,最后通过BFSHEM控制系统输出能够实现电机最小损耗的最优电流分配值。仿真及实验结果表明,BFSHEM损耗最小控制能够有效减少电机总损耗,减轻电枢绕组散热压力,提升电机输出效率,具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 混合励磁 无轴承磁通切换电机 损耗最小控制 BP神经网络 铁耗模型 广义模式搜寻

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无需求解最优参考电流的内置式永磁同步电机驱动系统最小损耗模型预测控制方法

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作者 范志翔 丁石川 +1 位作者 杭俊 王政 《中国电机工程学报》 2025年第16期6517-6525,I0031,共10页

目前,内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)最小损耗控制(loss minimization control,LMC)的最优参考电流需要通过求解复杂的四次方程来获得。而已有的解析法、数值法或近似处理法等求解手段会面临... 目前,内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)最小损耗控制(loss minimization control,LMC)的最优参考电流需要通过求解复杂的四次方程来获得。而已有的解析法、数值法或近似处理法等求解手段会面临求解过程繁琐、计算负担大、求解误差增大的问题。此外,现有的LMC并未考虑逆变器的损耗。为此,该文提出一种IPMSM驱动系统最小损耗模型预测控制方法,该方法无需求解最优参考电流,同时进一步降低逆变器的损耗。首先,从d、q轴有功电流的角度构建满足最小损耗条件约束的价值函数;其次,在价值函数中加入开关次序约束项,以降低逆变器的开关频率;而后,基于价值函数,选取电机系统当前时刻的最优电压矢量。因此,所提LMC方法无需进行最优参考电流的计算,不仅避免高次方程求解产生的问题,而且可以降低逆变器的开关损耗,从而实现整个电机驱动系统的效率优化。实验结果表明,所提方法具备优良的效率优化效果与动态性能。 展开更多

关键词 内置式永磁同步电机 最小损耗控制 模型预测控制 开关损耗 逆变器损耗 价值函数

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变频调速异步电动机节能运行的控制方式研究

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作者 罗乾超 彭星明 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第A05期61-64,共4页

分析了带风机水泵类负载异步电动机的近似恒磁控制和最小损耗控制，分析比较了两种控制方式的损耗，对最小损耗控制方式给出了仿真结果，证实了其可行性。

关键词 变频调速 异步电动机 最小损耗控制 节能

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基于模型的永磁同步电机最优磁链控制研究

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作者 肖仁鑫 张梦帆 +2 位作者 贾现广 崔登杰 宋新月 《农业装备与车辆工程》 2020年第3期7-11,共5页

对于电机存在两种损耗最小控制方法,即损耗模型控制方法和搜索法。前一种方法需要依靠电机参数和繁琐的数学计算来搭建电机损耗模型;后一种方法需要多次采样进行搜索,从而导致控制震荡和系统不稳定。在此,提出了一种基于永磁同步电机(Pe... 对于电机存在两种损耗最小控制方法,即损耗模型控制方法和搜索法。前一种方法需要依靠电机参数和繁琐的数学计算来搭建电机损耗模型;后一种方法需要多次采样进行搜索,从而导致控制震荡和系统不稳定。在此,提出了一种基于永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor)损耗模型的搜索法,在搭建好损耗模型后,在搜索期间使用黄金分割算法搜索PMSM当前工况下的最优定子磁链,并采用直接转矩控制下滑模控制,增强了其鲁棒性。在Simulink中搭建了仿真模型,并与传统的额定磁链输出算法和搜索法进行了比较。仿真结果表明,所提出的方法是可行的。 展开更多

关键词 永磁同步电机 最小损耗控制 最优定子磁链 黄金分割算法 滑模控制

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电动车用模块化轴向磁通永磁同步电机宽转速范围效率优化控制方法 被引量：5

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作者 赵剑飞 向茜 王爽 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第14期5634-5642,共9页

电动车经常运行在频繁启停、加减速和变负载工况下,宽调速工况下的高效运行是关键问题。该文研究电动车用模块化轴向磁通永磁同步电机的宽转速范围效率优化方法。首先,针对电机模块内定子单元的效率优化问题,提出采用等效损耗电阻在线... 电动车经常运行在频繁启停、加减速和变负载工况下,宽调速工况下的高效运行是关键问题。该文研究电动车用模块化轴向磁通永磁同步电机的宽转速范围效率优化方法。首先,针对电机模块内定子单元的效率优化问题,提出采用等效损耗电阻在线补偿的损耗最小控制方法,基于损耗模型得到效率最优的控制电流指令值;然后,针对多模块系统的效率优化问题,提出转矩分级优化分配策略,根据模块的效率分布和遗传算法设计电机各模块、模块内各单元的转矩分配方法;最后,通过仿真和实验验证了所提控制方法可以有效降低驱动系统损耗,增加系统高效率区间,提升电动车续航里程。 展开更多

关键词 轴向磁通永磁同步电机 宽转速范围 效率优化 转矩分配 损耗最小控制

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航空电动推进系统控制及半物理仿真研究

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作者 宋科 刘卫国 +1 位作者 赵君 骆光照 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第9期2100-2105,共6页

针对一类采用有限能量供电的新型航空电驱动系统,研究系统的最小损耗电流控制及母线电压直接前馈控制问题。提出一种考虑电机铁损的永磁同步电机(PMSM)Γ型等效电路模型,推导满足电机电磁损耗最小的励磁电流表达式。电机转子磁链定向控... 针对一类采用有限能量供电的新型航空电驱动系统,研究系统的最小损耗电流控制及母线电压直接前馈控制问题。提出一种考虑电机铁损的永磁同步电机(PMSM)Γ型等效电路模型,推导满足电机电磁损耗最小的励磁电流表达式。电机转子磁链定向控制,在dq轴电流解耦控制中引入dq轴电流近似表达式。同时,针对电源电压跌落现象,在逆变器空间矢量调制算法中引入母线电压的实时检测值。基于dSPACE半物理仿真实验平台,研制成功航空电驱动系统地面半物理仿真实验系统,给出了系统结构设计及基于MATLAB/SIMULINK的实时控制系统模型。实验结果表明,采用最小损耗电流控制及母线电压直接前馈可以扩宽PMSM高效运行范围,有效抑制电源电压扰动对系统的影响。 展开更多

关键词 电驱动系统 最小损耗电流控制 半物理仿真 DSPACE 电压前馈控制

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