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基于改进Super-Twisting滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制 被引量:4
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作者 王涛 黄景春 +1 位作者 周行之 金靖 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第2期445-453,共9页
在无传感器控制宽调速范围内,传统super-twisting二阶滑模观测器算法在永磁同步电机中存在转子位置估计误差随速度变化而发生抖动的问题.为减小转子位置估计误差并提升电机调速控制性能,本文基于双曲函数提出一种改进的滑模观测器,并设... 在无传感器控制宽调速范围内,传统super-twisting二阶滑模观测器算法在永磁同步电机中存在转子位置估计误差随速度变化而发生抖动的问题.为减小转子位置估计误差并提升电机调速控制性能,本文基于双曲函数提出一种改进的滑模观测器,并设计定子电阻的在线辨识方案,同时开发扰动电压观测器以在线估计逆变器非线性引起的失真电压;最后,通过电机硬件在环实验测试进行验证.测试结果表明:位置估计误差减小7.6%,速度估计精度提高5.8%. 展开更多
关键词 同步电机 无传感器控制 改进super-twisting算法 定子电阻在线辨识 逆变器非线性补偿
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融合机器学习的永磁同步电机数字孪生故障诊断技术研究 被引量:2
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作者 黄友锐 沈玉轩 徐善永 《电测与仪表》 北大核心 2025年第2期181-187,共7页
永磁同步电机作为工业设备的核心部件,对其准确地故障诊断至关重要,智能数据驱动方法和实时监督技术可助力制定精准维护计划,实现低碳节能运行。基于数字孪生技术开展永磁同步电机高效运维研究,可实现虚实同步、监测电机运行状况,并进... 永磁同步电机作为工业设备的核心部件,对其准确地故障诊断至关重要,智能数据驱动方法和实时监督技术可助力制定精准维护计划,实现低碳节能运行。基于数字孪生技术开展永磁同步电机高效运维研究,可实现虚实同步、监测电机运行状况,并进一步结合信号处理和机器学习技术,提出由变分模态分解、最大相关峭度解卷积联合BP-Adaboost的故障诊断方法,所提方法能够显著提升永磁同步电机故障诊断的准确率和效率。针对永磁同步电机匝间短路,最优诊断误差率低至1.75%,平均诊断误差控制为约3.6%,诊断精度高。 展开更多
关键词 同步电机 数字孪生 虚实同步 机器学习 匝间短路
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永磁同步电机改进超螺旋滑模观测器矢量控制 被引量:1
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作者 丁承君 王宇坤 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第16期6774-6780,共7页
针对传统超螺旋滑模观测器精确性差、收敛速率慢以及抖振较高的问题,提出一种基于改进超螺旋算法的永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)转速观测技术。首先,采用一种分段指数型函数替代开关函数以消除因低通滤波器... 针对传统超螺旋滑模观测器精确性差、收敛速率慢以及抖振较高的问题,提出一种基于改进超螺旋算法的永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)转速观测技术。首先,采用一种分段指数型函数替代开关函数以消除因低通滤波器所产生的相位延迟问题,并设计自适应滑模增益以实现对不同速度情况下的稳定跟踪。然后,针对传统正交锁相环在电机转向改变时失效的问题,提出一种改进正交锁相环,使其输出与旋转方向无关,从而实现对正反转的正确跟踪。最后,由于所提改进正交锁相环具有错误收敛点,且该错误会导致转子估计位置与实际位置存在180°相位差,设计一种调整函数以解决该问题。仿真结果表明:相较于传统滑模观测器,所提出的改进方法响应速度更快,动态性能更好。 展开更多
关键词 同步电机(pmsm) 滑模观测器 正交锁相环 矢量控制
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电气控制系统永磁同步电机FOSMC无差拍预测控制 被引量:1
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作者 王航宇 高峰 《探测与控制学报》 北大核心 2025年第3期142-149,共8页
针对导弹电气控制系统中传统的PI控制器在负载发生变化或外部扰动时不能很好兼顾系统响应的快速性和抗干扰性的问题,提出一种新型的基于分数阶滑模速度控制器(FOSMC)的电流预测控制模型。该模型在速度外环采用滑模控制器来替代PI控制器... 针对导弹电气控制系统中传统的PI控制器在负载发生变化或外部扰动时不能很好兼顾系统响应的快速性和抗干扰性的问题,提出一种新型的基于分数阶滑模速度控制器(FOSMC)的电流预测控制模型。该模型在速度外环采用滑模控制器来替代PI控制器,并引入分数阶微积分与滑模控制相结合,提升系统鲁棒性并削弱系统的抖振。在电流反馈通道引入滑模观测器,减小系统误差。仿真实验结果表明,系统能够获得更快的电流响应和更小的电流纹波,速度抗扰性能得到明显改善。 展开更多
关键词 同步电机 分数阶 滑模控制 无差拍预测控制
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径向磁通永磁同步电机电磁振噪综述 被引量:3
5
作者 毛彦欣 赵文祥 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第9期3667-3684,I0033,共19页
永磁同步电机(permanent magnet synchronous machine,PMSM)因其优越的电磁性能被广泛应用,电机的振动噪声特性作为评价其综合性能的重要技术指标而备受关注。该文对径向磁通PMSM电磁振噪方面的国内外研究工作进行概述,对电磁力、结构... 永磁同步电机(permanent magnet synchronous machine,PMSM)因其优越的电磁性能被广泛应用,电机的振动噪声特性作为评价其综合性能的重要技术指标而备受关注。该文对径向磁通PMSM电磁振噪方面的国内外研究工作进行概述,对电磁力、结构模态、电磁振噪分析及抑制方面的现有研究进行系统归纳。对于电机电磁振噪的抑制,主要介绍结构优化方法和控制策略改进方法。最后,阐述现有PMSM电磁振噪研究存在的问题以及未来可能的发展方向。 展开更多
关键词 同步电机 振动和噪声 结构模态 控制策略
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基于双级PNN的直驱永磁同步电机匝间短路故障诊断方法 被引量:1
6
作者 高彩霞 冯凌云 党建军 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期116-127,共12页
目的早期故障的精准定位对于预防电机系统故障恶化和制定故障后运行维护策略至关重要。针对多支路并联直驱永磁同步电机(MB-DDPMSM)匝间短路故障诊断问题,方法提出一种基于双级PNN的匝间短路故障检测与短路线圈自动定位的新方法。首先,... 目的早期故障的精准定位对于预防电机系统故障恶化和制定故障后运行维护策略至关重要。针对多支路并联直驱永磁同步电机(MB-DDPMSM)匝间短路故障诊断问题,方法提出一种基于双级PNN的匝间短路故障检测与短路线圈自动定位的新方法。首先,根据MBDDPMSM特殊的结构特点,选择支路差值电流(BDC)作为故障支路定位特征信号,支路电流残差(BRC)作为短路线圈定位特征信号;其次,建立MB-DDPMSM匝间短路故障状态的有限元模型,利用MB-DDPMSM有限元模型分析短路线圈位置对特征信号的影响规律,并建立BDC与故障支路位置的映射关系以及BRC与短路线圈位置的映射关系,为了消除故障程度对特征信号的影响并增强故障特征,对提取的BDC幅值进行L2范数归一化处理,得到故障支路定位特征向量,对提取的BRC幅值进行Z-Score标准化处理,得到短路线圈定位特征向量;最后,建立基于双级PNN的故障诊断模型,利用第一级PNN实现匝间短路故障检测与故障支路定位,利用第二级PNN实现短路线圈自动定位。结果仿真和实验结果表明,所提出的方法能及时检测出电机早期匝间短路故障并实现短路线圈精准定位,识别正确率达100%。结论基于双级PNN的匝间短路故障诊断模型具有建模简单、收敛速度快、故障诊断精准度高等优势。 展开更多
关键词 直驱同步电机 匝间短路故障 支路差值电流 支路电流残差 双级PNN 短路线圈定位
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电压源激励下表贴式永磁同步电机退磁故障建模与分析 被引量:1
7
作者 史涔溦 彭琳 +1 位作者 张振 史婷娜 《电工技术学报》 北大核心 2025年第8期2430-2440,共11页
永磁同步电机退磁故障会降低电机的输出性能和负载能力,严重影响电机的使用寿命。建立准确的故障电机解析模型,进行快速电磁性能分析,获得故障情况下的电流、转矩等运行数据,有利于对退磁故障进行早期预测和诊断。该文针对永磁同步电机... 永磁同步电机退磁故障会降低电机的输出性能和负载能力,严重影响电机的使用寿命。建立准确的故障电机解析模型,进行快速电磁性能分析,获得故障情况下的电流、转矩等运行数据,有利于对退磁故障进行早期预测和诊断。该文针对永磁同步电机局部退磁故障,引入一个表示退磁区域空间角度的参数,推导了剩余磁化强度径向分量和切向分量的傅里叶系数,从而建立了永磁体局部退磁情况下的电机解析模型。在此基础上,针对实际应用中控制系统的电路接口,提出一种以磁链作为中间变量、由电压源逆变器驱动的解析模型,并将该模型应用到矢量控制系统中实现联合仿真,计算了电机的定子磁链、电流和转矩,经Ansys/Simplorer时步有限元模型和实验验证了该模型的准确性和有效性。相较于时步有限元法,该文提出的解析模型-控制电路联合仿真大幅缩短了计算时间,提高了运算效率。 展开更多
关键词 同步电机 退故障 解析建模
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永磁同步电机双矢量模型预测控制的计算量优化方法研究 被引量:1
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作者 徐奇伟 龙学汉 +3 位作者 苗轶如 王益明 涂郁潇颖 汤梦阳 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期19-30,共12页
双矢量模型预测控制策略可同时兼顾开关损耗与稳态性能,但是其矢量确定方法与占空比计算过程相对复杂,需要较大的计算量。因此,本文面向电压源型PMSM驱动系统,提出一种可降低计算量的双矢量模型预测电流控制方法。在电机稳态运行时,将... 双矢量模型预测控制策略可同时兼顾开关损耗与稳态性能,但是其矢量确定方法与占空比计算过程相对复杂,需要较大的计算量。因此,本文面向电压源型PMSM驱动系统,提出一种可降低计算量的双矢量模型预测电流控制方法。在电机稳态运行时,将第一最优矢量备选范围缩小至上一控制周期所采用的第一有效矢量及其相邻的两个矢量,再依次代入代价函数确定第一有效矢量,从而将比较次数从六次减小至三次。然后将剩余两个矢量与零矢量作为第二备选矢量,分别以q轴电流无差拍为条件计算占空比,再依次代入代价函数,确定使代价函数最小的矢量组合与占空比。最后,分别搭建仿真模型与实验平台,对所提方法的稳定性、可行性与有效性进行验证。结果表明,所提模型预测控制在平均计算时间仅为15.3μs的前提下,可取得6.57%的电流总谐波畸变率,以及±0.4 N·m的转矩脉动,与其他模型预测控制方法相比,具有最优的稳态性能。 展开更多
关键词 模型预测电流控制 低计算量 同步电机 矢量选择 占空比计算
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改进虚拟方波信号注入的内置式永磁同步电机最大转矩电流比控制策略 被引量:1
9
作者 王玉彬 刘瀚文 《电工技术学报》 北大核心 2025年第20期6474-6486,共13页
为了降低传统内置式永磁同步电机(IPMSM)的最大转矩电流比控制策略(MTPA)对电机参数的依赖,提升基于虚拟信号注入的MTPA(VSI-MTPA)的控制速度及控制精度,该文提出一种改进虚拟方波信号注入的MTPA控制策略(IVSWSI-MTPA),即在dq轴电流中... 为了降低传统内置式永磁同步电机(IPMSM)的最大转矩电流比控制策略(MTPA)对电机参数的依赖,提升基于虚拟信号注入的MTPA(VSI-MTPA)的控制速度及控制精度,该文提出一种改进虚拟方波信号注入的MTPA控制策略(IVSWSI-MTPA),即在dq轴电流中直接注入虚拟方波信号,对转矩信号的处理采用了二元函数泰勒展开法,可避免复杂的坐标变换,去除常规的带通和低通滤波器,简化运算过程,进而加快控制速度。同时,由于避免了因忽略高阶偏导数项所带来的误差,提高了系统的控制精度。最后,采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)的扇区选择计算方法,验证了所提控制策略的有效性。 展开更多
关键词 嵌入式同步电机 最大转矩电流比 虚拟信号注入 空间矢量脉宽调制
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一种永磁同步电机电流传感器故障容错控制算法
10
作者 黄刚 张雨涵 +2 位作者 贾林 李祥飞 赵凯辉 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第8期129-139,共11页
永磁同步电机驱动系统在工业上有广泛的应用,但振动冲击、环境变化及设备老化等因素易导致电机电流传感器故障,不可避免地降低系统控制精度。提出一种基于改进的等价输入干扰方法的电流传感器故障容错控制策略。首先,建立了包含电流传... 永磁同步电机驱动系统在工业上有广泛的应用,但振动冲击、环境变化及设备老化等因素易导致电机电流传感器故障,不可避免地降低系统控制精度。提出一种基于改进的等价输入干扰方法的电流传感器故障容错控制策略。首先,建立了包含电流传感器故障的系统模型,引入线性滤波器将传感器故障转化为增广系统的等效执行器故障,并用控制输入通道的等价输入干扰描述系统模型;其次,设计改进滑模观测器来估计等价输入干扰;最后,利用智能模糊逻辑规则自动调整观测器增益,提高对等价输入干扰的估计精度,将估计值补偿到控制输入端以抑制故障对系统输出的影响。对比仿真和实验结果表明,所提方法有效抑制了电流传感器故障的影响,提高了系统的控制精度。 展开更多
关键词 同步电机 传感器故障 等价输入干扰 滑模观测器 容错控制
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三相永磁同步电机容错系统设计与控制策略综述
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作者 金石 孙鹏 +1 位作者 王博 刘光伟 《电气工程学报》 北大核心 2025年第4期61-85,共25页
在电动飞机、新能源汽车等对安全性要求极高的领域,保证电机驱动系统的可靠性至关重要,围绕三相永磁同步电机容错系统的设计与控制策略展开综述。根据三相永磁同步电机容错技术的研究成果,将电机系统故障分为电路故障和非电路故障。重... 在电动飞机、新能源汽车等对安全性要求极高的领域,保证电机驱动系统的可靠性至关重要,围绕三相永磁同步电机容错系统的设计与控制策略展开综述。根据三相永磁同步电机容错技术的研究成果,将电机系统故障分为电路故障和非电路故障。重点针对电路故障下的容错策略进行分析,归纳总结针对绕组故障和功率器件故障的电机和变换电路容错拓扑结构以及基于不同坐标系的容错控制策略。在电机容错拓扑方面,梳理针对绕组故障的多种冗余方案,如采用完全余度电机拓扑、不同形式的双绕组电机拓扑以及多绕组电机拓扑。在变换电路容错拓扑方面,详细阐述基于含中性点的三相桥式容错拓扑、基于开绕组的容错拓扑、集成模块化容错拓扑、模块化多电平转换器等技术。这些采取不同拓扑结构和冗余方式的容错设计,为系统在故障情况下的可靠运行提供了重要基础保障。在控制策略层面,依据不同坐标系进行分类,包括基于三相静止坐标系、αβz1z2z3坐标系、dq坐标系和矢量空间解耦坐标系的容错策略。这些容错控制策略分别从转矩守恒和铜耗优化角度出发,致力于在故障发生时保证电机的持续稳定运行。最后,根据所论述的各种容错拓扑设计和容错控制策略进行总结和展望,为提高电机系统的可靠性和容错能力提供全面的技术参考。 展开更多
关键词 三相同步电机 绕组故障 功率器件故障 容错拓扑设计 容错控制策略
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反凸极永磁同步电机的优化设计与分析
12
作者 邓先明 田云帆 +2 位作者 陈晨 张宇 代金贵 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第6期71-79,共9页
针对内置式永磁同步电机的永磁体退磁问题,提出一种新结构反凸极永磁同步电机。本设计利用增大永磁体夹角的方式解决磁密偏大的问题。同时分别在转子的永磁体侧和交轴侧设置弧形磁障以减小电机转子两极间漏磁,提升电机电磁性能。通过参... 针对内置式永磁同步电机的永磁体退磁问题,提出一种新结构反凸极永磁同步电机。本设计利用增大永磁体夹角的方式解决磁密偏大的问题。同时分别在转子的永磁体侧和交轴侧设置弧形磁障以减小电机转子两极间漏磁,提升电机电磁性能。通过参数化分析得到对弧形磁障的相关参数对电机的电磁性能的影响,使结构优化的效果更明显。通过仿真对比得到,结构优化后电机的永磁体夹角间的磁密为1.2 T,小于优化前的1.6 T;空载反电动势基波高于优化前电机,除7次谐波外其余各次谐波均小于优化前电机;转矩脉动显著小于优化前的电机,并显现出更好的反凸极特性。最后,在实验室条件下搭建一台1.1 kW的样机进行实验,测得其交直轴电感为80.94 mH和94.16 mH,空载反电动势谐波畸变率为10.64%,验证其可行性与优越性。 展开更多
关键词 反凸极同步电机 转子设计 弧形 结构优化 电感特性
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基于磁网络法的外转子永磁同步电机的磁场分析
13
作者 边旭 边宏远 梁艳萍 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第2期96-104,115,共10页
由于磁网络法具有计算周期短,能快速调节电机尺寸以优化设计需求的优点,因此在永磁同步电机的磁场分析中应用较为广泛。针对传统磁网络法对外转子永磁同步电机磁场模拟过程中难以准确考虑漏磁分布的问题,基于网格单元建立了能够准确模... 由于磁网络法具有计算周期短,能快速调节电机尺寸以优化设计需求的优点,因此在永磁同步电机的磁场分析中应用较为广泛。针对传统磁网络法对外转子永磁同步电机磁场模拟过程中难以准确考虑漏磁分布的问题,基于网格单元建立了能够准确模拟永磁体极间和定子槽内漏磁分布的外转子永磁同步电机等效磁网络模型,该模型考虑了铁心材料的非线性与转子动态问题,相较于传统磁网络法该模型优势在于不需要预设磁通走向且对漏磁计算具有更高的精确度。以一台3 kW的外转子永磁同步电机为例,采用此方法对其磁场进行计算与分析,并且对漏磁模拟的影响因素进行讨论与分析,通过实验对计算结果进行验证。研究表明,基于网格单元建立的等效磁网络模型能够准确模拟主磁及漏磁分布。 展开更多
关键词 外转子同步电机 网络法 分布 非线性
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基于小波散射变换和Shuffle-PMDA的永磁同步电机故障识别
14
作者 毕贵红 李玉洪 +2 位作者 赵四洪 陈仕龙 张靖超 《电工技术学报》 北大核心 2025年第19期6223-6241,6256,共20页
针对永磁同步电机(PMSM)早期同相匝间短路和绕组间短路故障信号特征微弱、故障程度难以区分,以及基于深度学习的故障诊断模型参数量大、计算成本高、难以挖掘深层次隐藏特征等问题,该文提出一种基于小波散射变换(WST)和轻量化卷积网络Sh... 针对永磁同步电机(PMSM)早期同相匝间短路和绕组间短路故障信号特征微弱、故障程度难以区分,以及基于深度学习的故障诊断模型参数量大、计算成本高、难以挖掘深层次隐藏特征等问题,该文提出一种基于小波散射变换(WST)和轻量化卷积网络Shuffle模块与并行多尺度注意力机制(PMDA)组合的新型故障识别方法。WST能够增强匝间短路和绕组间短路故障信号的微弱特征,并在一定程度上减少数据维度,同时保持各故障程度的可区分性。轻量化卷积网络Shuffle模块与PMDA组合模型能够深入挖掘和学习输入样本的故障信息特征,通过引入多尺度注意力机制对特征进行权重划分,重点关注重要信息,实现特征的重要性区分。实测数据实验表明,所提方法在故障特征最微弱的不同程度绕组间短路故障情况下仍取得了显著的识别效果,为实现高效轻量化、可现场部署的实时故障诊断模型提供了基础。 展开更多
关键词 同步电机 故障识别 小波散射变换 深度学习 Shuffle-PMDA模型
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基于速度环双积分控制器的永磁同步电机转子初始位置估计
15
作者 卢洁莹 闻成 +1 位作者 李锦辉 苏为洲 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第9期1733-1745,共13页
永磁同步电机转子初始位置估计在实现电机矢量控制、保证电机运行精度方面起着重要作用.针对带增量式编码器的永磁同步电机,文章提出一种基于速度环双积分控制器的转子初始位置估计方法.通过对电机速度环/电流环进行机理分析和辨识,得... 永磁同步电机转子初始位置估计在实现电机矢量控制、保证电机运行精度方面起着重要作用.针对带增量式编码器的永磁同步电机,文章提出一种基于速度环双积分控制器的转子初始位置估计方法.通过对电机速度环/电流环进行机理分析和辨识,得到不同初始电角度估计误差下速度环对象的传递函数.根据这类传递函数的不确定性特点,提出速度环鲁棒控制器设计方案.然后,针对初始位置估计的特殊要求,设计了特定的电机d轴梯形波电流指令信号.根据矢量控制技术中的坐标变换,将d轴指令电流信号转化为q轴电流环的外部输入信号,并将初始位置估计问题转化为速度环的指令跟踪问题.通过设计速度环双积分控制器,实现对电机转子初始位置的精确估计,同时达到低位移低冲击的要求.实验结果表明该方法适用于从电机转子任意不同初始位置进行估计,电角度估计误差小于1:5◦,电机在估计过程中所产生的电角度位移不超过2◦,即具有估计精度高以及估计过程电机产生的位移和冲击小等特点. 展开更多
关键词 初始位置估计 同步电机 双积分控制 矢量控制
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具有高鲁棒性的永磁同步电机低开关频率预测控制
16
作者 齐昕 徐金金 +3 位作者 周晓敏 王辰宇 张家宁 赵宇航 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第8期865-873,共9页
在现代工业对电力控制精度和效率要求日益提高的背景下,永磁同步电机(PMSM)因其高效率和高功率密度而在新能源汽车、工业机器人和风力发电等领域得到广泛应用.随着功率等级的提升,电机系统需要运行在低开关频率下,然而低开关频率运行条... 在现代工业对电力控制精度和效率要求日益提高的背景下,永磁同步电机(PMSM)因其高效率和高功率密度而在新能源汽车、工业机器人和风力发电等领域得到广泛应用.随着功率等级的提升,电机系统需要运行在低开关频率下,然而低开关频率运行条件下的控制系统设计面临着降低开关损耗与保持控制精度之间的平衡问题.传统的基于边界限定的预测控制方法虽然能有效降低开关损耗,但对电机参数变化较为敏感,当参数发生失配会降低电流轨迹的预测精度,影响最优开关状态的选择,进而影响整体控制效果.为了解决PMSM在低开关频率运行时对模型参数依赖性较高的问题,提高控制系统鲁棒性,本文提出一种基于扩张状态观测器(ESO)的预测控制策略.首先分析了参数失配对传统方法的影响,为了降低参数敏感性,引入ESO,通过建立高鲁棒性扰动观测模型,观测系统未知扰动量的总和,从而降低对电机参数的敏感性,并提高系统在面对参数失配和外部扰动时的鲁棒性.在基于TMS320F28379D主控制器的PMSM实验平台上进行实验,结果表明,在电机参数失配±50%的情况下,所提出的控制方法不仅能够保证低开关频率,还使系统具有良好的动静态特性和鲁棒性.这一成果为大功率应用中的PMSM低开关频率驱动控制提供了一种有效的解决方案. 展开更多
关键词 圆形边界 低开关频率 预测控制 扩张状态观测器 同步电机
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基于EKF的永磁同步电机无传感器矢量控制方法
17
作者 尹一帆 闫丽云 《火力与指挥控制》 北大核心 2025年第6期194-199,共6页
针对永磁同步电机位置检测精度低导致电机控制精度低的问题,提出了基于扩展卡尔曼滤波的电机位置信息实时计算方法,避免了采用常规的位置传感器进行位置信息测量所带来的缺点,额外使用三相绕组的6个线反电势的过零点和6个相反电势过零点... 针对永磁同步电机位置检测精度低导致电机控制精度低的问题,提出了基于扩展卡尔曼滤波的电机位置信息实时计算方法,避免了采用常规的位置传感器进行位置信息测量所带来的缺点,额外使用三相绕组的6个线反电势的过零点和6个相反电势过零点,对电机位置信息计算值进行标校,在无需电机额外提供中线的条件下,提高了电机位置计算的精确性和可靠性,实验结果表明,给出的计算方法可以准确估算电机位置信息并实现电机矢量控制。 展开更多
关键词 同步电机 无传感器 矢量控制 扩展卡尔曼滤波
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基于高频信号注入的永磁同步电机局部退磁故障诊断研究
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作者 徐政 张建忠 +1 位作者 姜永将 邓富金 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第8期3205-3213,I0029,共10页
永磁同步电机的局部退磁故障会引起异常振动和噪声,甚至可能导致电机出现永久性的损坏,准确地诊断局部退磁故障具有重要意义。该文研究发现局部退磁故障会引起定子铁芯的局部饱和,并进一步导致永磁同步电机的电感凸极性增加,而该现象并... 永磁同步电机的局部退磁故障会引起异常振动和噪声,甚至可能导致电机出现永久性的损坏,准确地诊断局部退磁故障具有重要意义。该文研究发现局部退磁故障会引起定子铁芯的局部饱和,并进一步导致永磁同步电机的电感凸极性增加,而该现象并不会在均匀退磁状态下出现。基于此,提出基于电机在高频信号注入下零序电压中的高频故障特征,有针对性地诊断局部退磁故障,并搭建实验平台,验证所提方法的有效性。 展开更多
关键词 同步电机 高频信号注入 零序电压 局部退故障
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一种无电解电容永磁同步电机有源阻尼控制策略
19
作者 谢仕宏 陈劲帆 +1 位作者 杨智浩 陈景文 《电源学报》 北大核心 2025年第5期216-226,共11页
针对电解电容在永磁同步电机PMSM(permanent magnet synchronous motor)驱动系统中体积大、成本高和易损坏的缺点,提出1种带有RD阻尼电路的无电解电容PMSM有源阻尼控制策略。首先分析直流母线侧薄膜电容大小的选取与网侧输入功率之间的... 针对电解电容在永磁同步电机PMSM(permanent magnet synchronous motor)驱动系统中体积大、成本高和易损坏的缺点,提出1种带有RD阻尼电路的无电解电容PMSM有源阻尼控制策略。首先分析直流母线侧薄膜电容大小的选取与网侧输入功率之间的关系,推导得到直流母线电压与电容的动态方程。然后,提出1种基于d轴重复控制的有源阻尼功率解耦控制方法,以提高网侧电流功率因数。同时,对q轴采用功率变换的控制策略,改善电机的动态负阻抗特性。利用RD阻尼电路简化控制指令,吸收过冲电压。最后,仿真与实验结果表明,在采用小容值薄膜电容后,有源阻尼控制可有效改善电流畸变,抑制转矩脉动。 展开更多
关键词 无电解电容 同步电机 有源阻尼控制 转矩脉动抑制
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基于声纹识别的永磁同步电机运行状态监测
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作者 丁惜瀛 付直刚 马少华 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第2期145-151,共7页
【目的】在传统永磁电机故障监测领域,接触式信号虽被广泛使用,但通常只能反映电机的单一运行状态且信息量不足,难以识别永磁同步电机的全面运行状态。为丰富信息量,需要额外增加传感器,但这不仅增加了系统的复杂性,还提高了实际应用难... 【目的】在传统永磁电机故障监测领域,接触式信号虽被广泛使用,但通常只能反映电机的单一运行状态且信息量不足,难以识别永磁同步电机的全面运行状态。为丰富信息量,需要额外增加传感器,但这不仅增加了系统的复杂性,还提高了实际应用难度。因此,提高永磁电机状态监测的精度与便捷性成为重要的研究目标。随着智能化监测技术的发展,非接触式信号的应用越来越受到关注。永磁电机运行时产生的音频信号包含了丰富的状态信息,为故障诊断提供了新的方向。相较于接触式信号,音频信号能实时反映由故障引起的电机振动、噪声等特征,有较大的研究价值。然而这类信号易受环境噪声的干扰,导致信号质量差、特征信息不清晰,不利于永磁同步电机的状态监测。针对上述问题,提出了一种基于声纹识别的永磁同步电机深度学习模型,旨在通过深度学习技术高效地监测和诊断电机运行状态。【方法】采用小波去噪算法减少噪声干扰,提升信号质量,进而提升信噪比,确保模型能够更清晰地提取梅尔谱特征,为故障识别和分类奠定基础。然而,直接使用卷积神经网络提取梅尔谱特征可能会削弱特征间的关联性,影响故障识别的精度。引入空间注意力机制,通过加权增强特征的空间位置相关性,使模型关注最关键的部分,提高特征提取的有效性。为提升模型的识别准确率,对梅尔谱特征进行归一化处理,并采用AAM-softmax损失函数。该函数通过强化类间约束,提高模型在不同类别之间的区分能力,进而提升识别精度和泛化能力并优化训练过程,使模型更好地适应不同工况。【结果】仿真测试结果表明,所提出的模型在训练集上表现出色,能够准确识别电机的不同运行状态,并在测试集上展现出较强的泛化能力。实验结果证实,基于深度学习的声纹识别方法能够有效监测永磁电机的多种运行状态,准确度较高且实用性较强。【结论】基于声纹识别的永磁同步电机深度学习模型能够有效去除噪声并提取关键特征。通过引入空间注意力机制和AAM-softmax损失函数,显著提升了模型的识别精度和泛化能力。该模型具有广阔的发展前景,可广泛应用于永磁电机的状态监测与故障诊断,推动电机智能化维护技术的发展。 展开更多
关键词 电机监测 声纹识别 小波去噪 损失函数 空间注意力机制 同步电机
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