共母线开绕组永磁同步牵引电机级联模型预测电流控制 被引量：2

1

作者 高锋阳 吴银波 +3 位作者 徐昊 史志龙 岳文瀚 孙伟 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3321-3334,共14页

为抑制共母线开绕组永磁同步牵引电机传动系统转矩脉动和由共模电压以及三次谐波反电动势作用于零轴回路产生的零序电流,提出一种自抗扰级联模型预测电流控制方法。首先,在第1级采用第1个有效电压矢量使得q轴电流增加,第2个有效电压矢... 为抑制共母线开绕组永磁同步牵引电机传动系统转矩脉动和由共模电压以及三次谐波反电动势作用于零轴回路产生的零序电流,提出一种自抗扰级联模型预测电流控制方法。首先,在第1级采用第1个有效电压矢量使得q轴电流增加,第2个有效电压矢量使得q轴电流减小,这一新的筛选组合规则将2个有效矢量根据对q轴电流作用效果分组寻优和作用时间分配;其次,在第2级对第1级所选有效电压矢量的零轴分量局部寻优,在第3级对第1级和第2级优化后系统产生的零轴电流分量采用极性相反的零矢量进行矢量分类寻优抑制,并精确分配作用时间;然后,在第4级对前3级所选电压矢量进行开关状态局部寻优,确定最优电压矢量的低开关频率状态组合作用于逆变器。最后,引入自抗扰控制减少电机启动加速过程中的调速超调,并对所提策略和双矢量模型预测电流控制进行稳态和动态仿真对比。结果表明:所提策略对转矩脉动、零轴电流、总谐波畸变率、开关频率和调速超调都具有很好的抑制效果,避免了传统模型预测控制的多目标代价函数中权重系数整定,对系统的控制性能有明显的提升作用。研究结果为进一步对共母线开绕组永磁同步牵引电机传动系统弱磁控制进行究,以及将驱动控制系统应用于机车牵引提供参考。 展开更多

关键词 开绕组永磁同步牵引电机 级联模型预测 转矩脉动 零轴电流 自抗扰控制

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电动汽车用永磁同步牵引电动机直接转矩控制(英文) 被引量：20

2

作者 许家群 欧阳明高 唐任远 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第7期94-98,共5页

为提高电动汽车电传动系统性能,提出永磁同步牵引电动机直接转矩控制策略。根据电机的运行状态选择空间电压矢量获得快速动态转矩响应,同时有效降低逆变器的开关损耗。为提高系统效率,采用基于实时输入功率检测的定子磁链优化控制方法... 为提高电动汽车电传动系统性能,提出永磁同步牵引电动机直接转矩控制策略。根据电机的运行状态选择空间电压矢量获得快速动态转矩响应,同时有效降低逆变器的开关损耗。为提高系统效率,采用基于实时输入功率检测的定子磁链优化控制方法。仿真及实验结果证明了控制策略的有效性。 展开更多

关键词 电动汽车 永磁同步牵引电动机 直接转矩控制

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基于转子磁场定向的永磁同步电机牵引控制策略 被引量：9

3

作者 王要强 谢海霞 +1 位作者 秦明 蒋亚杰 《现代电子技术》 北大核心 2017年第1期129-133,共5页

以永磁同步电机为控制对象,研究了其转子磁场定向驱动的控制策略。首先分析永磁同步电机的数学模型,基于此研究转子磁场定向永磁同步电机的调速控制策略,并设计了速度外环和电流内环的调节器,最后通过系统仿真验证了整个驱动控制策略的... 以永磁同步电机为控制对象,研究了其转子磁场定向驱动的控制策略。首先分析永磁同步电机的数学模型,基于此研究转子磁场定向永磁同步电机的调速控制策略,并设计了速度外环和电流内环的调节器,最后通过系统仿真验证了整个驱动控制策略的有效性。结果表明,系统抗干扰能力强,具有良好的动静态性能。 展开更多

关键词 永磁同步电机 转子磁场定向 调速系统 牵引控制

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轮毂式永磁直流测功机系统的研究 被引量：6

4

作者 张铁民 黄鹏焕 +2 位作者 黄沛盛 黄翰 梁莉 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期829-834,共6页

轮毂电机性能好坏直接影响电动车性能,因此有必要对轮毂电机动态特性进行测试。笔者通过分析永磁直流测功机系统的工作原理,设计了框架式测功机结构,采用双万向联轴器联接发电机输出轴、转矩转速传感器和被测电机的输入轴,并通过一对外... 轮毂电机性能好坏直接影响电动车性能,因此有必要对轮毂电机动态特性进行测试。笔者通过分析永磁直流测功机系统的工作原理,设计了框架式测功机结构,采用双万向联轴器联接发电机输出轴、转矩转速传感器和被测电机的输入轴,并通过一对外啮合齿轮副建立了发电机与被测电机的机械传输链。设计了基于脉宽调制信号的直流测功机系统加载电路,采用等效的模拟负载代替真实负载,构建了轮毂式永磁直流测功机系统。实验结果表明,该轮毂式直流测功机系统结构简单、控制容易、使用方便,满足了中小功率轮毂电机的动态特性测试的需要。 展开更多

关键词 模拟负载 测功机 轮毂电机 脉宽调制

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轨道交通车辆永磁同步牵引系统断电区穿越控制策略 被引量：9

5

作者 张伟伟 肖飞 +2 位作者 刘计龙 麦志勤 林克文 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第16期3483-3492,共10页

永磁同步牵引传动系统是轨道交通车辆稳定运行的重要组成部分,由于车辆经过断电区时,供电系统会出现短暂失电而引起母线电压突变,对牵引系统造成电流冲击以及LC振荡,甚至触发系统发生重大故障,影响系统运行。为使车辆能够平稳穿越断电区... 永磁同步牵引传动系统是轨道交通车辆稳定运行的重要组成部分,由于车辆经过断电区时,供电系统会出现短暂失电而引起母线电压突变,对牵引系统造成电流冲击以及LC振荡,甚至触发系统发生重大故障,影响系统运行。为使车辆能够平稳穿越断电区,该文通过建立轨道车辆永磁同步牵引系统穿越断电区的等效电路,推导出系统进入断电区前后的数学模型,并在此基础上提出一种通过整流发电稳定母线电压穿越断电区的控制策略,避免关闭牵引系统和断开主接触器,同时降低驶离断电区时母线电压突变,从而减小牵引系统的冲击及振荡。仿真和试验结果验证了所提控制策略的有效性和可行性。 展开更多

关键词 轨道交通车辆永磁同步电机 牵引控制系统 断电区 整流发电

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永磁同步交流牵引系统LQG/LTR控制研究 被引量：2

6

作者 赵君 刘卫国 张文婧 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期56-61,共6页

针对永磁同步交流牵引系统运行过程中存在参数扰动及传感器量测噪声的影响,采用线性二次高斯/回路传输恢复(LQG/LTR)鲁棒控制技术,设计了基于LQG的系统控制器,通过LTR技术优化系统控制器设计,完成参数扰动时的控制性能仿真。仿真结果表... 针对永磁同步交流牵引系统运行过程中存在参数扰动及传感器量测噪声的影响,采用线性二次高斯/回路传输恢复(LQG/LTR)鲁棒控制技术,设计了基于LQG的系统控制器,通过LTR技术优化系统控制器设计,完成参数扰动时的控制性能仿真。仿真结果表明,在参数扰动±5%时,系统具有较强的鲁棒性。提出了基于DSP平台的永磁同步交流牵引LQG/LTR控制系统实现方案。试验结果表明,在系统噪声和测量噪声存在的情况下,使用LQG/LTR控制器的交流永磁同步交流牵引系统,比使用传统的PID控制系统具有更好的动态响应及鲁棒性。 展开更多

关键词 永磁 同步电机 牵引系统 LQG/LTR 鲁棒控制 DSP

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一种永磁同步电机无模型高阶滑模控制算法 被引量：16

7

作者 赵凯辉 刘文昌 +2 位作者 刘智诚 贾林 黄刚 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期1472-1485,共14页

针对城市轨道交通高转矩永磁同步牵引电机因参数摄动和未知扰动等不确定因素造成控制性能下降的现象,提出一种基于扩展非奇异终端滑模扰动观测器的转速环新型无模型非奇异快速终端滑模控制方法。首先,依据永磁同步牵引电机在参数摄动和... 针对城市轨道交通高转矩永磁同步牵引电机因参数摄动和未知扰动等不确定因素造成控制性能下降的现象,提出一种基于扩展非奇异终端滑模扰动观测器的转速环新型无模型非奇异快速终端滑模控制方法。首先,依据永磁同步牵引电机在参数摄动和未知扰动下的数学模型,使用转速环的输入输出建立新型超局部模型。其次,基于新型超局部模型设计转速环的无模型非奇异快速终端滑模控制器;同时结合高阶滑模和非奇异终端滑模设计观测器来实时精准估计新型超局部模型的未知部分,通过对控制器进行前馈补偿,增强了系统的鲁棒性,提高了转速的控制精度,并减少了系统抖振。最后,通过与PI控制、无模型滑模控制进行仿真和实验综合比较,验证了所提出的控制算法对电机参数摄动和未知扰动具有较强的容错性和抗干扰性,能降低对电机精准数学模型的依赖。 展开更多

关键词 高转矩永磁同步牵引电机 新型超局部模型 无模型非奇异快速终端滑模控制 扩 展非奇异终端滑模扰动观测器

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轨道车辆永磁牵引电动机控制技术综述 被引量：5

8

作者 孙振耀 马光同 +2 位作者 徐帅 张晗 任冠州 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期26-40,共15页

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... 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。 展开更多

关键词 轨道车辆 永磁同步电动机 牵引变流器 多电平拓扑 电机控制

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一种改进的永磁同步牵引电机低开关频率模型预测直接转矩控制策略 被引量：22

9

作者 冯凌 付建国 +2 位作者 廖丽诚 文宇良 宋文胜 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第21期7507-7516,共10页

为了进一步提高永磁同步牵引系统的效率及其动静态性能,文中提出一种改进的模型预测直接转矩控制策略。在有限集模型预测控制中引入直接转矩控制的滞环概念,将逆变器输出电压矢量的寻优标准从传统的跟踪误差最小,优化为在滞环内延展步... 为了进一步提高永磁同步牵引系统的效率及其动静态性能,文中提出一种改进的模型预测直接转矩控制策略。在有限集模型预测控制中引入直接转矩控制的滞环概念,将逆变器输出电压矢量的寻优标准从传统的跟踪误差最小,优化为在滞环内延展步长最长,以降低逆变器的开关频率,提高系统效率。同时,通过等分开关周期的方法构造32个虚拟候选矢量,提高控制器的跟踪精度和动态性能。最后,在低成本DSP硬件平台上实现该控制策略,实验证明,相对于传统的单矢量模型预测直接转矩控制,所提算法在降低逆变器开关频率的同时,能有效提升电机的动静态性能。 展开更多

关键词 模型预测控制 牵引永磁同步电机 低开关频率 虚拟矢量 直接转矩控制

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高速列车同步牵引电机直接转矩控制仿真研究 被引量：3

10

作者 巩思茜 韦巍 何衍 《控制工程》 CSCD 北大核心 2013年第6期1070-1073,1076,共5页

动车组是自带动力、固定编组、可双向开行的旅客列车,具有安全可靠、运行快捷等特点,是高效率、大密度的旅客运载工具。牵引电机作为高速动车组牵引传动系统的重要组成部分,给动车组提供了最直接的动力。永磁同步电机具有体积小、重量轻... 动车组是自带动力、固定编组、可双向开行的旅客列车,具有安全可靠、运行快捷等特点,是高效率、大密度的旅客运载工具。牵引电机作为高速动车组牵引传动系统的重要组成部分,给动车组提供了最直接的动力。永磁同步电机具有体积小、重量轻,功率因数高的特点,适应实际高速列车运行的需要,是新一代高速列车牵引电机研发的重点方向。现引入直接转矩控制策略,研究了永磁同步电机在列车牵引、恒速和制动模式下的控制技术,并在列车网络控制系统的框架下,基于Rt-Lab系统进行了实时仿真研究,该系统根据动车组的运行特性曲线,能够实时的获得不同工况下的运行结果,结果表明本文方法具有转矩响应快,控制精度高的特点,具有实际应用的潜力。 展开更多

关键词 高速列车 牵引电机 永磁同步电机 直接转矩控制 RT-Lab仿真建模

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神经网络在永磁同步电机模型预测控制参数寻优中的应用 被引量：16

11

作者 李程 廖丽诚 +1 位作者 冯凌 付建国 《电源学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期86-94,共9页

提出了一种使用神经网络来实现永磁同步电机模型预测控制参数寻优的方法。首先,使用不同参数组合进行多次仿真,并提取逆变器平均开关频率、总谐波畸变等系统关键性能指标数据。然后,用获取的数据训练神经网络、训练好的神经网络可以作... 提出了一种使用神经网络来实现永磁同步电机模型预测控制参数寻优的方法。首先,使用不同参数组合进行多次仿真,并提取逆变器平均开关频率、总谐波畸变等系统关键性能指标数据。然后,用获取的数据训练神经网络、训练好的神经网络可以作为仿真模型的替代,根据任意参数组合的输入,快速、精确地估计系统相应的性能指标。针对3种不同用户定义的适应度函数在不同负载转矩下设计的参数组合进行了验证,神经网络预测的性能指标与仿真结果接近(误差小于5%),证明神经网络可以更好地替代仿真模型来进行参数组合最优解的快速穷举搜索。最后,通过半实物实验证明了所选参数的一致性。 展开更多

关键词 神经网络 模型预测控制 直接转矩控制 永磁同步电机 牵引系统 参数寻优

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轨道交通牵引系统新技术应用综述 被引量：15

12

作者 邱腾飞 程建华 +1 位作者 李水昌 宋术全 《中国铁路》 2019年第6期83-91,共9页

对轨道交通领域中牵引系统的新技术应用进行总结。对碳化硅器件应用、永磁同步电机技术、电力电子变压器、中频辅助控制器和无速度传感器技术进行分析和归纳,分析目前国内外牵引系统供应商在这些技术方面的应用现状,总结各类新技术面临... 对轨道交通领域中牵引系统的新技术应用进行总结。对碳化硅器件应用、永磁同步电机技术、电力电子变压器、中频辅助控制器和无速度传感器技术进行分析和归纳,分析目前国内外牵引系统供应商在这些技术方面的应用现状,总结各类新技术面临的挑战和技术难点,为牵引系统的轻量化、小型化和智能化设计提供参考。 展开更多

关键词 牵引系统 碳化硅 永磁电机 电力电子变压器 中频辅助控制器 无速度传感器

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不同永磁电机对轨道交通直驱永磁牵引控制系统的影响 被引量：1

13

作者 詹哲军 孙德强 +1 位作者 张吉斌 路瑶 《城市轨道交通研究》 北大核心 2021年第6期81-85,共5页

为深入研究不同永磁体对大功率直驱永磁牵引控制系统控制特性的影响,设计了钐钴和钕铁硼两种永磁电机。讨论了这两种永磁电机的特性及基本控制策略,在此基础上对两种永磁电机进行了分析,通过联调试验验证了该系统的稳定性和可靠性。

关键词 轨道交通车辆 永磁电机 直驱永磁牵引控制系统

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矿山电力牵引系统主动热均衡控制方法

14

作者 杨枭 厉彦江 郭单 《工矿自动化》 北大核心 2016年第5期51-55,共5页

针对矿山电力牵引系统的发热问题,提出一种矿山电力牵引系统主动热均衡控制方法,即通过实时反馈系统的温度信号,完成对电动机定子电流幅值、驱动系统开关频率等参数的在线自调节;提出一种基于温度反馈的d,q轴电流矢量优化计算方法,使系... 针对矿山电力牵引系统的发热问题,提出一种矿山电力牵引系统主动热均衡控制方法,即通过实时反馈系统的温度信号,完成对电动机定子电流幅值、驱动系统开关频率等参数的在线自调节;提出一种基于温度反馈的d,q轴电流矢量优化计算方法,使系统运行于全局效率最大的工作特性曲线;基于15kW永磁同步电动机调速系统实验平台对矿山电力牵引系统主动热均衡控制方法进行了可行性验证。实验结果表明,该方法可在保证矿山电力牵引系统动态、稳态性能的同时,降低系统的热点峰值。 展开更多

关键词 矿山电力牵引系统 主动热均衡控制 永磁同步电动机 驱动系统 效率优化

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