摘要：分析了内置式永磁同步电机集中绕组时的转矩谐波特性,对转矩脉动的谐波反电动势和齿槽转矩进行了有限元分析,采用快速傅里叶变换对转矩谐波成分进行了证明。提出采用转子铁心q轴方向开槽口以及直线定子齿面的新设计方法来削弱转矩脉动和转矩谐波,通过在不同的控制策略下进行非线性有限元分析,对获得的数据进行分析后证明了该方法的有效性。

摘要：针对内置式永磁同步电机(IPMSM)无位置传感器的转子位置和速度估计的难点,提出了一种基于改进定子磁链观测器的转子位置、速度的估计方法。该方法结构简单,涉及电机参数少。通过引入有效磁链概念对IPMSM的电压方程进行等效变换,对两相静止坐标系下的反电动势进行积分。为了抑制反电动势的积分环节带来的积分饱和和直流漂移问题,设计了截止频率可以自动调节的低通滤波器来代替积分器。对于在低速时低通滤波器所带来的磁链幅值衰减和相位超前问题,利用饱和反馈对观测误差进行补偿。最后通过锁相环进行位置的估计。搭建了MATLAB/Simulink仿真平台。仿真表明:该方法能够实现对IPMSM全速度范围内的转子位置的高精度估计。

摘要：针对内置式永磁同步电机矢量控制系统提出了一种新的弱磁控制策略,通过构建模糊控制器分析内置式永磁同步电机运行时的电流转矩分量和转速反馈量,得到电机直轴电流弱磁分量。运用Matlab GUI工具箱设计了模糊控制器,并在Simulink中对基于模糊控制的矢量控制系统进行了仿真,结果表明电机弱磁效果明显、调速范围得到有效拓宽,且系统具有较好的动态性能。

摘要：内置式永磁同步电机的齿槽转矩会带来转矩脉动、电机控制精度变差、振动与噪声等一系列的问题,因此采取有效的削弱齿槽转矩措施至关重要。采用解析计算分析了永磁体径向分段对齿槽转矩的影响,在此基础上提出了一种改进的永磁体分段方法,从而有效地减少永磁体分段后对电机的反电动势和输出平均转矩等性能的影响。此外,基于改进的永磁体非均匀分段方法,还提出了一种永磁体不等厚非均匀分段来削弱齿槽转矩的新方法,并采用有限元法对永磁体均匀分段、非均匀分段和不等厚非均匀分段3种方法进行仿真验证和对比分析。仿真结果表明,采用永磁体不等厚非均匀分段方法的齿槽转矩削弱效果最佳。

摘要：提出了一种基于满秩辨识方程的内置式永磁同步电机(IPMSM)多参数在线辨识方法。通过采集两组交直轴电流、电压及电角速度信号代入离散化电压方程,构建满秩辨识方程,解决了IPMSM多参数同时在线辨识时辨识方程存在的欠秩问题,实现了定子电阻、交直轴电感、永磁体磁链同时在线辨识。该辨识方法不依赖任何电磁参数设计值,且无需注入特殊的扰动信号。采用列文伯格-马奎特(LM)算法求解辨识方程,通过自适应更新阻尼因子,提高了迭代求解速度及求解精度。另外,通过Lyapunov稳定性理论,分析了电磁参数辨识过程的稳定性。仿真结果表明,所提出的辨识方法能够有效实现多参数同时在线辨识,快速准确地辨识参数,跟踪参数突变、缓变。并且无论电机运行在暂态还是稳态,该辨识方法总是有效的。

摘要：针对传统内置式永磁同步电机控制策略抗干扰性能较差、参数摄动和控制精度的问题,提出了基于超扭曲扰动观测器的模糊滑模控制策略,实现了内置式永磁同步电机的宽速域运行,同时进一步提高了转速跟踪精度和系统的抗干扰能力。首先,通过最大转矩电流比与梯度下降法弱磁控制相结合拓宽了调速范围。其次,基于超扭曲算法(STA)设计扰动观测器,提升了系统的抗干扰能力。同时,为了应对Backstepping算法中的微分膨胀问题,使用二阶滑模微分器对虚拟控制率作逼近处理。采用模糊逻辑系统对内置式永磁同步电机模型中的非线性部分进行逼近,降低电机参数摄动对控制性能的影响。最后,通过应用Lyapunov理论,验证了所提控制策略的稳定性。通过Matlab/Simulink平台进行仿真,验证了在所提控制策略下内置式永磁同步电机具有更优异的宽速域动态性能和鲁棒性。

摘要：非线性磁链方法以良好的低速性能和优异的起动带载能力,全程无需算法切换,在表贴式永磁电机无感控制上得到了广泛应用。为了解决非线性磁链观测器在内置式永磁同步电机(IPMSM)的无感控制应用问题,根据非线性磁链观测原理和IPMSM状态方程,基于有效磁链的概念,设计了一种也适用内置式永磁同步电机的非线性磁链算法。仿真及实验结果表明,提出的内置式永磁电机非线性磁链方法参数调试简单,电机动态响应快,估算转速波动和角度跟踪误差小,参数变化的鲁棒性强,具有较高的工程实用价值。

摘要：基于内置式永磁同步电机(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor,IPMSM)在两相旋转坐标系下的数学模型,结合电压电流约束条件,分析了最大转矩电流比(Maximum Torque Per Ampere,MTPA)控制策略和弱磁控制策略,确定了车用IPMSM的转矩控制方案。设计了以DSP为核心的硬件电路,开发了矢量控制软件,实现了模拟量采集、位置检测、参数管理和通信等功能,完成了IPMSM矢量控制运算。在电机实验台架上对驱动系统性能进行了测试,实验结果表明,该驱动系统能够对IPMSM进行有效地转矩控制,充分发挥电机的转矩输出能力,提高系统运行效率,满足电驱动车辆的使用要求。

摘要：针对车用需求,推导了内置式永磁同步电机(IPMSM)数学模型,分析了IPMSM矢量控制原理,设计了基于数字信号处理器(DSP)的IPMSM控制系统,实现了转子位置和电流检测、转矩控制及通讯等功能。实验结果表明,在不同转速下该控制系统都能够对IPMSM进行有效控制,达到车用动力系统对电机输出功率的要求。

摘要：设计了一种基于输出电压反馈的弱磁控制策略。该控制策略根据逆变器PWM调制度判断电流调节器的饱和状况,计算直轴电流,使其运行远离饱和区,并合理设计PWM调制度门限值,使得控制电流在弱磁区和非弱磁区平滑转换,对母线电压变化和电机参数不确定性有很好的鲁棒控制性能。实验结果表明该控制策略控制精度高,鲁棒性好,可提高IPMSM控制系统运行效率,同时保证在全转速范围内转矩具备良好的可控性。