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Application of neural networks for permanent magnet synchronous motor direct torque control 被引量:6
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作者 Zhang Chunmei Liu Heping +1 位作者 Chen Shujin Wang Fangjun 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 2008年第3期555-561,共7页
Neural networks require a lot of training to understand the model of a plant or a process. Issues such as learning speed, stability, and weight convergence remain as areas of research and comparison of many training a... Neural networks require a lot of training to understand the model of a plant or a process. Issues such as learning speed, stability, and weight convergence remain as areas of research and comparison of many training algorithms. The application of neural networks to control interior permanent magnet synchronous motor using direct torque control (DTC) is discussed. A neural network is used to emulate the state selector of the DTC. The neural networks used are the back-propagation and radial basis function. To reduce the training patterns and increase the execution speed of the training process, the inputs of switching table are converted to digital signals, i.e., one bit represent the flux error, one bit the torque error, and three bits the region of stator flux. Computer simulations of the motor and neural-network system using the two approaches are presented and compared. Discussions about the back-propagation and radial basis function as the most promising training techniques are presented, giving its advantages and disadvantages. The system using back-propagation and radial basis function networks controller has quick parallel speed and high torque response. 展开更多
关键词 interior permanent magnet synchronous motor radial basis function neural network torque control direct torque control.
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基于改进趋近律的IPMSM滑模NDOB调速控制 被引量:2
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作者 谷爱昱 庞城洁 乐敏 《控制工程》 北大核心 2025年第1期92-100,共9页
内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)调速系统中的传统滑模控制存在抖振严重、响应速度慢和抗扰能力差等问题。为了增强IPMSM调速系统的控制性能,提出了一种基于改进双幂次趋近律与非线性扰动观测器... 内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)调速系统中的传统滑模控制存在抖振严重、响应速度慢和抗扰能力差等问题。为了增强IPMSM调速系统的控制性能,提出了一种基于改进双幂次趋近律与非线性扰动观测器(nonlinear disturbance observer,NDOB)的滑模控制方法。改进双幂次趋近律通过在幂次项引入系统状态变量,使趋近律具有变速趋近特性,解决了滑模趋近速度和抖振抑制间的矛盾。为了进一步增强系统的鲁棒性,设计了NDOB,该观测器不仅可以对扰动进行补偿,还可以通过减小趋近律增益系数进一步抑制系统抖振。仿真结果验证了所提方法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 内置式永磁同步电机 改进双幂次趋近律 非线性扰动观测器 滑模控制
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基于自适应滑模控制器的PMSM调速策略研究
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作者 王要强 王秋旭 +2 位作者 聂福全 张晓光 梁军 《郑州大学学报(理学版)》 CAS 北大核心 2025年第1期88-94,共7页
为了提高永磁同步电机的调速性能,滑模控制逐渐取代PI控制被引入控制系统中。但是传统滑模控制中趋近律的趋近速度慢与固有抖振问题制约着滑模控制的发展,为此提出一种改进的滑模趋近律。首先,为了解决传统等速趋近律中趋近速度和抖振... 为了提高永磁同步电机的调速性能,滑模控制逐渐取代PI控制被引入控制系统中。但是传统滑模控制中趋近律的趋近速度慢与固有抖振问题制约着滑模控制的发展,为此提出一种改进的滑模趋近律。首先,为了解决传统等速趋近律中趋近速度和抖振难以平衡的问题,在所提趋近律中引入系统状态变量,并在滑模增益中引入指数项,使其在保证趋近速度的同时抑制滑模抖振。其次,由于开关函数在零点附近具有不连续的特性,会引起滑模抖振,为此采用sat函数代替常规开关函数,能够在保证响应速度的前提下抑制滑模抖振。然后,基于所提趋近律,设计永磁同步电机的滑模速度控制器。最后,仿真和实验结果表明,所提趋近律可以提高永磁同步电机调速系统的控制性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 滑模控制 自适应趋近律 sat函数 系统状态量
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内置U型永磁电机电磁优化及振动噪声抑制
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作者 高锋阳 岳文瀚 +3 位作者 高建宁 徐昊 孙伟 吴银波 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第4期71-83,共13页
为提高内置U型永磁同步电机电磁性能及抑制电机低频振动噪声,提出一种U一型磁极结构并结合Halbach充磁方式、转子开槽的电机拓扑。首先,推导电机相关电磁性能表达式,分析定转子间气隙径向磁通密度、径向电磁力密度的低频振动和噪声波动... 为提高内置U型永磁同步电机电磁性能及抑制电机低频振动噪声,提出一种U一型磁极结构并结合Halbach充磁方式、转子开槽的电机拓扑。首先,推导电机相关电磁性能表达式,分析定转子间气隙径向磁通密度、径向电磁力密度的低频振动和噪声波动构成。其次,采用解析法与有限元法得到气隙径向电磁力时空分布,利用参数敏感度分析法、参数扫描法和响应面法对所选转子拓扑参数进行多目标优化并得到最优参数解。最后,将U一磁极结构空载反电动势、径向磁通密度、齿槽转矩、输出转矩、转矩脉动、径向电磁力密度、振动加速度和声压级与4种U型磁极结构进行对比分析;并结合电磁场、机械场和声场对U一型电机结构进行验证。结果表明,通过在U型磁极结构上增设一型磁极、改变充磁方式、dq轴开槽调制气隙磁场正弦度,使得电机齿槽转矩降低91.3%,空载反电动势提高53 V,输出转矩提高39.6%,气隙中径向电磁力波的各阶次谐波幅值均有所下降,各频率下定子总成振动加速度降低明显,电机周身声压级最大值处下降9 dB,下降率为10.1%。 展开更多
关键词 内置式永磁同步电机(IPMSM) 低频振动噪声 Halbach充磁 磁场调制 多物理场耦合 频谱分析
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等体积错位分段永磁电机电磁优化及降振减噪
5
作者 高锋阳 岳文瀚 +3 位作者 高建宁 徐昊 孙伟 吴银波 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第6期12-25,共14页
为提高内置U型永磁同步电机电磁性能同时降低电机周身振动噪声,提出聚磁式等体积错位分段内置U型永磁同步电机。首先,推导电机气隙磁通密度、空载反电动势及输出转矩等电磁性能表达式和径向电磁力、振动速度、加速度等电磁振动表达式。... 为提高内置U型永磁同步电机电磁性能同时降低电机周身振动噪声,提出聚磁式等体积错位分段内置U型永磁同步电机。首先,推导电机气隙磁通密度、空载反电动势及输出转矩等电磁性能表达式和径向电磁力、振动速度、加速度等电磁振动表达式。其次,探究单独增设磁障结构、错位结构和Halbach充磁结构对电机电磁性能影响。最后,对电机结构参数进行分析及寻优,对比5种U型磁极永磁同步电机电磁性能、电磁振动和噪声波动。研究结果表明,所增设4种结构对电机性能影响明显,电磁性能方面,增设磁障、错位结构和辅助槽能提高电机输出转矩降低齿槽转矩,Halbach充磁能改善输出转矩、径向气隙磁通密度分布以及径向电磁力分布,三者结合可使电机输出转矩得到提升,输出转矩更加平滑,齿槽转矩和转矩脉动降低明显;振动噪声方面,增设辅助槽结构大幅抑制径向电磁力8、16次谐波幅值;增设磁障结构能抑制电机低频振动加速度,增设错位结构和Halbach充磁能抑制电机高频振动加速度,4种结构配合可使空间8、16次径向电磁力明显下降,在时间4倍频和6倍频振动加速度得到明显抑制,电机最大声压级及机械强度满足电机运行要求,并加工出永磁电机转子样件。 展开更多
关键词 内置U型永磁同步电机 转子辅助槽 降振减噪 多目标遗传算法 Halbach充磁 转矩优化
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基于频率自适应ADRC的PMSM不确定电流扰动抑制策略
6
作者 康尔良 石晟金 李胜 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第4期124-134,146,共12页
永磁同步电机(PMSM)在运行时存在复杂的电流扰动。这些扰动不仅包括外加负载时的扰动,还包括因其自身运行特性产生的扰动。为了抑制这些扰动,提出一种频率自适应的线性自抗扰控制器。首先,分析扰动下的PMSM的数学模型,同时,分析传统线... 永磁同步电机(PMSM)在运行时存在复杂的电流扰动。这些扰动不仅包括外加负载时的扰动,还包括因其自身运行特性产生的扰动。为了抑制这些扰动,提出一种频率自适应的线性自抗扰控制器。首先,分析扰动下的PMSM的数学模型,同时,分析传统线性自抗扰控制器(LADRC)存在的问题。其次,在传统LADRC的扩张状态观测器(ESO)上,引入频率自适应的谐振控制器。传统的ESO用以估计直流扰动,引入的频率自适应谐振控制器可以估计交流扰动,从而使传统LADRC能同时抑制不确定周期扰动和非周期扰动。这种改进的ESO通过最小二乘估计来估计不确定的频率,从而不需要扰动的准确信息。最后,通过仿真和实验证明,采用此种方法的控制器能对电流纹波有效抑制。 展开更多
关键词 永磁同步电机 自抗扰控制 扩张状态观测器 电流扰动抑制 频率自适应 最小二乘估计
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共母线开绕组永磁同步牵引电机改进级联模型预测控制
7
作者 高锋阳 吴银波 +4 位作者 徐昊 史志龙 岳文瀚 孙伟 王高强 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期1254-1265,共12页
为降低共母线开绕组永磁同步牵引电机三矢量级联模型预测电流控制开关频率和控制系统对电机参数依赖性,提出一种基于变步长自适应线性神经网络(Adaline)可调参数改进级联模型预测电流控制策略。首先,针对共母线开绕组永磁同步牵引电机... 为降低共母线开绕组永磁同步牵引电机三矢量级联模型预测电流控制开关频率和控制系统对电机参数依赖性,提出一种基于变步长自适应线性神经网络(Adaline)可调参数改进级联模型预测电流控制策略。首先,针对共母线开绕组永磁同步牵引电机三矢量级联模型预测电流控制造成开关频率高的原因进行分析,剔除高开关频率和高共模电压的电压矢量,优化备选电压矢量范围,对剩余电压矢量根据其对q轴电流作用效果分组组合寻优和分配作用时间;基于变步长自适应线性神经网络改进PI控制器,使得改进PI控制器兼顾快速性与超调;然后,分析共母线开绕组永磁同步牵引电机模型预测控制参数变化特性,构建系统变步长自适应线性神经网络参数辨识模型,对电机参数分步辨识,形成参数可调节级联模型预测控制;最后,对所提策略和三矢量级联模型预测电流控制进行稳态和动态半实物测试对比。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、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和参数辨识模型构建欠秩问题,对系统的控制性能有明显的提升作用。研究结果为进一步将共母线开绕组永磁同步牵引电机传动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 变步长自适应线性神经网络 级联模型预测 转矩脉动 零轴电流 参数分步辨识 开关频率
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永磁同步电机全速域无传感器复合控制策略研究
8
作者 李贵远 张静 +3 位作者 郭中阳 刘杰 刘勇 崔安迪 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第4期200-208,共9页
为解决单一的永磁同步电机无传感器控制策略在特定转速区间控制效果不佳的问题,提出一种新的复合策略,以实现全速域高性能控制。在矢量控制电流控制器环节,使用神经网络PID控制器,当突加负载时,0.02 s即可恢复到原转速,提高系统的鲁棒性... 为解决单一的永磁同步电机无传感器控制策略在特定转速区间控制效果不佳的问题,提出一种新的复合策略,以实现全速域高性能控制。在矢量控制电流控制器环节,使用神经网络PID控制器,当突加负载时,0.02 s即可恢复到原转速,提高系统的鲁棒性;在零、低速段,采用改进方波高频信号注入法,避免使用滤波器,无需调节滤波系数,在转速上减少0.03 s的延时,进一步提高了控制精度;在中高速段,采用超螺旋滑模观测器,通过采用积分形式消除高频噪声,减小误差以及相位延迟,但使用固定的滑模参数会使估算精度容易受到参数干扰产生误差,降低控制精度比较低,对此提出了改进的粒子群优化算法(improved particle swarm optimization,IPSO)超螺旋滑模观测器,转速误差仅有0.1 r/min;最后,通过采用改进加权切换函数,仅有0.5 s的抖动时间,高效实现2种控制策略的切换。经过仿真验证,该复合控制策略使永磁同步电机在各速度区间均具有较高的估算精度和优良的动态响应性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 神经网络PID 方波高频信号注入法 粒子群优化算法 超螺旋滑模观测器 加权切换函数
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永磁同步电机并行可切换式模型预测控制研究 被引量:1
9
作者 刘涛 赵晴晴 +3 位作者 俞亚伟 习金玉 赵宝山 侯玮杰 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第4期92-97,共6页
传统模型预测控制策略基于固定的控制周期与预测寻优结构,难以实现电机系统的动态-稳态性能综合优化。针对这一问题,提出了一种基于多核并行计算架构的可切换式模型预测控制策略。该方法通过分析两种经典模型预测控制策略在预测寻优过... 传统模型预测控制策略基于固定的控制周期与预测寻优结构,难以实现电机系统的动态-稳态性能综合优化。针对这一问题,提出了一种基于多核并行计算架构的可切换式模型预测控制策略。该方法通过分析两种经典模型预测控制策略在预测寻优过程中的数据依赖关系,构建具有不同控制周期、不同控制策略的微单元,通过设计算法切换策略,实现变结构、变周期控制。在此基础上,为减少切换过程引起的被控量波动,设计了时序优化策略。相关实验结果表明,所提控制策略兼顾了电机系统的动、稳态控制性能,实现了模型预测控制的稳态控制精度、暂态超调量、响应时间的同步优化。 展开更多
关键词 永磁同步电机 模型预测控制策略 变周期控制 多核并行计算
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基于零偏差型准比例谐振控制的高速永磁电机电流谐波抑制策略 被引量:3
10
作者 徐古轩 赵峰 《兵工学报》 北大核心 2025年第1期245-255,共11页
随着高开关频率的碳化硅功率器件在高速永磁同步电机驱动领域的广泛应用,凸显的死区效应导致高速域下5次、7次高频谐波电流含量增加。传统的基于准比例谐振控制器的谐波抑制策略存在较大谐振频率偏差,并随着基波频率的升高而变大,电流... 随着高开关频率的碳化硅功率器件在高速永磁同步电机驱动领域的广泛应用,凸显的死区效应导致高速域下5次、7次高频谐波电流含量增加。传统的基于准比例谐振控制器的谐波抑制策略存在较大谐振频率偏差,并随着基波频率的升高而变大,电流谐波抑制效果不理想。针对上述问题,提出一种基于零偏差型准比例谐振控制的高速永磁同步电机的电流谐振抑制策略,通过对不同离散化方法下的准比例谐振控制的频率偏差进行分析,构建零频率偏差的离散变换表达式,并给出控制参数的设定依据,有效地抑制了谐振频率偏差。仿真与实验结果表明,新提出的控制策略可以实现零偏差谐振频率控制,有效地抑制高速永磁同步电机的相电流谐波。 展开更多
关键词 高速永磁同步电机 死区效应 谐波抑制 谐振频率偏差 准比例谐振
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永磁同步电机全速域无传感器控制策略研究 被引量:1
11
作者 刘宝青 曹洪奎 +1 位作者 郭振刚 刘毅 《机床与液压》 北大核心 2025年第10期124-129,共6页
为提高永磁同步电机全速域无传感器控制的运行稳定性和动态性能,针对传统滑模观测器法在永磁同步电机中高速域控制中存在的抖振问题,提出一种基于新型改进等速趋近律的滑模观测器法,探究该方法的性能并证明其收敛性。结果表明:基于新型... 为提高永磁同步电机全速域无传感器控制的运行稳定性和动态性能,针对传统滑模观测器法在永磁同步电机中高速域控制中存在的抖振问题,提出一种基于新型改进等速趋近律的滑模观测器法,探究该方法的性能并证明其收敛性。结果表明:基于新型改进等速趋近律的滑模观测器法一定程度上加快了系统响应速度,增强了抗干扰性,减弱了系统抖振,提高了PMSM中高速域的运行稳定性。针对传统加权系数法速度过渡区间不能实现平滑过渡、转速跟踪效果差、转子位置估计精度差的问题,在零低速域采用高频方波注入法,在中高速域采用基于新型改进等速趋近律的滑模观测器法,在速度过渡区间设计模糊非线性加权系数切换法进行加权复合控制,以提高PMSM整个升速过程的运行稳定性。仿真结果表明:相比传统加权系数法,所设计的模糊非线性加权系数法实现了速度过渡区间的平滑切换,转速跟踪效果好,转子位置估计精度高,实现了PMSM全速域的无传感器控制。 展开更多
关键词 永磁同步电机 滑模观测器 等速趋近律 高频方波注入法 加权系数切换法 复合控制
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基于自适应同步频率跟踪观测器的高速永磁同步电机无传感器控制 被引量:1
12
作者 徐古轩 赵峰 《兵工学报》 北大核心 2025年第2期357-370,共14页
为提升转子位置观测精度,提出一种基于自适应同步频率跟踪观测器的无传感器速度估算算法。在该观测器中,采用准比例谐振控制实现在频率变化下自适应跟踪定子电流估算误差,并通过自适应谐波消除来获取基波反电动势,取代传统滑模的趋近函... 为提升转子位置观测精度,提出一种基于自适应同步频率跟踪观测器的无传感器速度估算算法。在该观测器中,采用准比例谐振控制实现在频率变化下自适应跟踪定子电流估算误差,并通过自适应谐波消除来获取基波反电动势,取代传统滑模的趋近函数和低通滤波器以消除抖振及相位延迟,实现对转子位置和速度的高精度估算。在低速域,为减小高频下死区引起的误差电压对角度估算的影响,采用基于死区电压重构的精确电压估算模型,进一步提高低速域无位置估算算法的动态性能和位置估计精度。仿真和实验结果表明了新方法应用于燃气轮机高速永磁同步电机全速域工况的优越性。 展开更多
关键词 高速永磁同步电机 无位置传感器 准比例谐振控制 自适应同步频率跟踪观测器 死区效应
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永磁同步电机粒子群滑模观测器无位置传感器控制 被引量:1
13
作者 张静 李贵远 +1 位作者 刘杰 崔安迪 《现代电子技术》 北大核心 2025年第6期161-167,共7页
针对永磁同步电机传统滑模观测器存在高频滑模噪声,从而导致精度低、较大抖振以及相位延迟的问题,以及使用固定的滑模参数会使估算精度受到参数干扰而产生误差的情况,造成控制精度比较低,提出一种改进的粒子群优化(IPSO)算法超螺旋滑模... 针对永磁同步电机传统滑模观测器存在高频滑模噪声,从而导致精度低、较大抖振以及相位延迟的问题,以及使用固定的滑模参数会使估算精度受到参数干扰而产生误差的情况,造成控制精度比较低,提出一种改进的粒子群优化(IPSO)算法超螺旋滑模观测器作为无位置传感器控制的改进方法。该方法首先进行永磁同步电机数学模型的建立,然后建立超螺旋滑模观测器,最后应用改进粒子群算法。超螺旋算法采用积分形式来消除高频噪声,减小误差抖振以及相位延迟。引入改进粒子群算法对滑模观测器参数进行滑模参数寻优,通过在线调整滑模系数可以获得较高的收敛速度和稳态精度。仿真和实验结果验证了该控制策略能有效抑制系统抖振,减小相位延迟,且估计精度高,进一步说明该策略在电动汽车中有一定的可行性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无位置传感器控制 超螺旋滑模观测器 改进的粒子群优化算法 滑模参数 高频噪声
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基于高频方波注入的永磁同步电机转子初始位置辨识
14
作者 谭广 谭平安 +3 位作者 王博 徐西宁 吴炎明 唐锐 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第2期267-276,共10页
永磁同步电机的初始位置辨识对电机的启动性能有着至关重要的作用。在各类转子位置辨识方法中,基于转子凸极特性的高频注入法是一种应用广泛且效果良好的辨识方法,其不依赖电机反电动势,在零低速下控制效果优越。其中,高频脉振注入法是... 永磁同步电机的初始位置辨识对电机的启动性能有着至关重要的作用。在各类转子位置辨识方法中,基于转子凸极特性的高频注入法是一种应用广泛且效果良好的辨识方法,其不依赖电机反电动势,在零低速下控制效果优越。其中,高频脉振注入法是高频注入法中应用较广泛的一种算法,在传统的高频脉振注入法中需要使用滤波器来处理电机响应电流,但滤波器会导致相位滞后,进而影响转子位置辨识精度。对此,本文提出了一种基于高频方波注入的永磁同步电机转子初始位置辨识方法。首先,对高频激励下的系统数学模型进行了分析,得到了简化后的电机模型与响应电流表达式。在此基础上,向估计的转子d轴上注入高频方波信号,分离响应电流中不同成分,得到含有转子位置信息的高频响应电流。然后,设计了转子位置观测器,该观测器无需使用滤波器,利用正切函数处理高频响应电流并解耦出转子位置误差信息,再对该误差信息进行锁相,进而辨识出转子位置。最后,在转子极性辨识中,基于电机磁饱和效应,在参考d轴上施加方向不同、幅值相等的电流偏置,通过比较电流偏置作用时间内d轴高频响应电流幅值的平均值来判断转子极性。另外,还搭建了永磁同步电机仿真和实验平台。仿真和实验结果表明:本文方法辨识的转子初始位置精度较高,且在电机低速运行工况下同样具备良好的适用性,控制效果良好。本文方法具有有效性与正确性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 高频方波注入 初始位置辨识 正切函数 磁饱和效应
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计及开关损耗的永磁同步电机边带声振响应数值仿真与抑制优化
15
作者 邱子桢 张维 +2 位作者 王芳 孔治国 黄炘 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第1期73-83,共11页
以电动汽车驱动用永磁同步电机为研究对象,对不同脉宽调制策略所引入的边带电流谐波与声振响应进行数值仿真分析,并计及开关损耗因素,基于随机性载波频率调制对边带声振响应进行抑制优化。首先,对脉宽调制策略所引入的边带谐波分量与电... 以电动汽车驱动用永磁同步电机为研究对象,对不同脉宽调制策略所引入的边带电流谐波与声振响应进行数值仿真分析,并计及开关损耗因素,基于随机性载波频率调制对边带声振响应进行抑制优化。首先,对脉宽调制策略所引入的边带谐波分量与电磁力特性进行理论解析,建立完整的边带声振响应仿真流程与数值预测模型。其次,讨论典型的不连续脉宽调制和随机性载波频率调制策略对边带分量的影响,并理论分析边带电流谐波与声振响应的抑制效果。最后,将所提出的控制策略搭载至实验样机,分别进行数值仿真计算验证、稳态声振测试与驱动控制器损耗测试。结果表明,不连续脉宽调制会恶化边带声振响应,但可以降低开关损耗;随机性载波频率调制可以有效抑制边带电流谐波和声振响应,并且对开关损耗没有显著影响。 展开更多
关键词 永磁同步电机 不连续脉宽调制 载波频率调制 振动噪声抑制 数值预测 开关损耗
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考虑电流谐波的永磁同步电机电磁振动与转矩波动分析
16
作者 魏琦 邱威森 +2 位作者 率志君 李玩幽 曾德鹏 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第4期727-736,共10页
为了研究电流谐波输入下的电磁振动问题,基于电流解析模型和保角映射建立了电流谐波输入下的磁场解析模型,探究了气隙磁场、二维电磁力波和电磁转矩的时空特性,分析了开关频率对振动的影响。利用电流仿真模型和实测电流建立全频段电流... 为了研究电流谐波输入下的电磁振动问题,基于电流解析模型和保角映射建立了电流谐波输入下的磁场解析模型,探究了气隙磁场、二维电磁力波和电磁转矩的时空特性,分析了开关频率对振动的影响。利用电流仿真模型和实测电流建立全频段电流谐波解析模型,分析了高频电流谐波输入下的气隙磁场分布规律,并对样机进行振动响应仿真和实验,提出了减振措施。结果表明:本文模型揭示了电磁力波和电磁转矩的全貌及其来源,高频电磁力波包含3个分量,不同工况下电磁力波的非零最小空间阶次是相同的;基于电磁力分布提出的避振策略能够有效降低电磁振动水平,为高频减振提供了有效方法。 展开更多
关键词 电磁力波 振动响应 永磁同步电机 电磁转矩 振动抑制 高频谐波 磁场模型 开关频率
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内置式双V型断桥结构永磁同步电机空载电磁性能解析计算
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作者 于博学 刘光伟 +3 位作者 宋志环 梅恬语 岳骞 张凤阁 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期31-40,共10页
随着新能源汽车驱动电机向高转速、高功率密度方向发展,转子磁桥的漏磁问题成为限制磁通利用率的主要因素。针对这一问题,设计一种内置双V型断桥结构永磁同步电机。该结构将转子外部隔磁桥和极间加强筋全部取消,阻断转子漏磁通路径,提... 随着新能源汽车驱动电机向高转速、高功率密度方向发展,转子磁桥的漏磁问题成为限制磁通利用率的主要因素。针对这一问题,设计一种内置双V型断桥结构永磁同步电机。该结构将转子外部隔磁桥和极间加强筋全部取消,阻断转子漏磁通路径,提升永磁体利用率。同时,为实现断桥结构电机空载气隙磁场的快速计算,基于子域法建立一种分层解析建模方法。该方法将内置双V型转子结构等效为2个独立的内置V型结构,分别计算磁场分布后叠加,并在叠加过程中通过修正系数来描述置零区域对磁场的调制作用。与有限元仿真结果进行比较,空载反电动势计算结果仅为3.4%,验证了该方法能够快速准确地预测电机的空载电磁性能,为多层内置式电机的设计优化提供了新的计算方法。 展开更多
关键词 内置式永磁同步电机 磁桥断路 解析模型 子域法 分层解析建模 复相对磁导函数
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考虑VSI非线性影响的内置式永磁同步电机无电流传感器MTPA控制策略
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作者 许观达 肖飞 +2 位作者 连传强 郭力源 刘计龙 《电工技术学报》 北大核心 2025年第10期3131-3142,共12页
最大转矩电流比(MTPA)控制可充分利用磁阻转矩,提高永磁同步电机的运行效率,但无论是公式法还是高频信号注入法,均需要安装至少两个相电流传感器以获得电机的电流信息。为提高永磁同步电机驱动系统在电流传感器故障条件下的容错控制能力... 最大转矩电流比(MTPA)控制可充分利用磁阻转矩,提高永磁同步电机的运行效率,但无论是公式法还是高频信号注入法,均需要安装至少两个相电流传感器以获得电机的电流信息。为提高永磁同步电机驱动系统在电流传感器故障条件下的容错控制能力,同时降低系统制造成本,该文提出了一种无需电流传感器的MTPA控制策略。该策略仅使用一个速度控制器,通过公式法计算电机的dq轴控制电压指令。为提高运行效率,降低逆变器非线性影响,采用平均值补偿法对电压源型逆变器(VSI)进行非线性补偿,提高了MTPA控制精度和控制性能。实验结果表明,所提方法的控制性能与有电流传感器的MTPA方法接近,稳态时工作电流矢量幅值误差不超过1%,而未考虑VSI非线性补偿的传统方法最大误差超过30%,平均误差大于15%。实验验证了该文所提方法的动态性能,并对电机参数变化具备一定的鲁棒性。 展开更多
关键词 内置式永磁同步电机 最大转矩电流比 无电流传感器 非线性补偿
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基于转子位置误差解耦阻抗建模的永磁同步电机电感在线辨识方法
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作者 王奇维 李斌兴 +2 位作者 潘冠丞 王高林 徐殿国 《电工技术学报》 北大核心 2025年第2期439-451,共13页
传统永磁同步电机电感在线辨识算法大多基于电机交直轴模型实现,其依赖准确的电机转子位置信息。当无位置传感器控制或位置传感器存在偏置误差时,传统电感辨识方法精度难以保证。为降低转子位置误差影响,该文提出一种基于转子位置误差... 传统永磁同步电机电感在线辨识算法大多基于电机交直轴模型实现,其依赖准确的电机转子位置信息。当无位置传感器控制或位置传感器存在偏置误差时,传统电感辨识方法精度难以保证。为降低转子位置误差影响,该文提出一种基于转子位置误差解耦阻抗建模的永磁同步电机电感参数在线辨识方法。根据电机电感在不同转子位置下的数值变化关系特性,构建转子位置误差解耦的虚拟轴系阻抗模型。进而,通过基于高频正弦信号注入的电感辨识方法,实现不受电机转子位置误差影响的电感辨识。为确保所提出方法在不同运行工况的鲁棒性和准确性,对虚拟轴系的构建方法及注入信号参数选取进行分析。所提出的方法在2.2 kW永磁同步电机平台进行验证,证明了电感参数在线辨识的有效性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 电感在线辨识 高频信号注入 等效阻抗模型 转子位置误差解耦
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基于随机空间矢量脉宽调制的电机降噪研究
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作者 王振 唐佳 +3 位作者 郭辉 傅伟 刘宁宁 王岩松 《声学技术》 北大核心 2025年第3期428-437,共10页
当变频器采用空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation, SVPWM)控制策略进行调制时,在开关频率及倍频附近存在幅度较大的谐波电流,电机会产生危害性较大的高频电磁噪声。针对该问题,提出一种改进型随机开关频率SVPWM控制... 当变频器采用空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation, SVPWM)控制策略进行调制时,在开关频率及倍频附近存在幅度较大的谐波电流,电机会产生危害性较大的高频电磁噪声。针对该问题,提出一种改进型随机开关频率SVPWM控制策略,对电机的高频电磁噪声进行抑制。首先,基于逻辑映射混沌序列,设计随机开关频率SVPWM控制策略;其次,在随机开关频率SVPWM的基础上,加入多随机周期数和特定载波频率段限制技术,改进随机开关频率SVPWM控制策略;最后,采用多物理场耦合法验证改进随机开关频率SVPWM控制策略。结果表明:与传统SVPWM控制策略相比,改进型随机开关频率SVPWM控制策略对电机开关频率附近的高频电磁噪声具有一定的抑制效果,平均声压级降低了2.53 dB。 展开更多
关键词 永磁同步电机 谐波电流 随机开关频率 多随机周期数 特定载波频率段限制技术
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