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两相导通型永磁无刷直流电机低速瞬时转矩观测

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电机与控制学报 2018年第4期22卷 16-25页

作者：周扬忠张登灵陈旭东福州大学福建省新能源发电与电能变换重点实验室福建福州350116

针对无位置传感器两相导通型永磁无刷直流电机(BLDCM)低速情况下观测瞬时转矩问题,提出一种无位置传感器BLDCM两相导通模式下注入高频电流连续观测瞬时转矩新方法。基于两相导通模式下电机的高频信号模型,构建转子位置角观测器,得到转... 详细信息

针对无位置传感器两相导通型永磁无刷直流电机(BLDCM)低速情况下观测瞬时转矩问题,提出一种无位置传感器BLDCM两相导通模式下注入高频电流连续观测瞬时转矩新方法。基于两相导通模式下电机的高频信号模型,构建转子位置角观测器,得到转子位置角观测值;根据瞬时转矩与转子位置角、反电动势系数及定子电流之间的函数关系,连续观测出瞬时转矩。为了消除交轴电感变化对瞬时转矩观测的影响,基于高频信号模型进一步观测出交轴电感,并对瞬时转矩观测模型中电感值进行实时更新。实验结果表明,采用所提瞬时转矩观测器允许驱动系统无位置传感器方式运行于低转速,甚至零转速。

关键词：永磁无刷直流电机两相导通模式低速高频电流注入瞬时转矩观测

低转矩磁链脉动型电励磁同步电机直接转矩驱动系统的研究

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中国电机工程学报 2006年第7期26卷 152-157页

作者：周扬忠胡育文黄文新南京航空航天大学江苏省南京市210016

电励磁同步电动机定子电感通常较小,转子阻尼绕组的存在使得电机暂态电感更小。若采用转矩及磁链滞环型直接转矩控制(基本DTC)策略电机电磁转矩及定子磁链脉动较大。针对电励磁同步电动机引入一种空间矢量调制型直接转矩控制(SVM-DTC)... 详细信息

电励磁同步电动机定子电感通常较小,转子阻尼绕组的存在使得电机暂态电感更小。若采用转矩及磁链滞环型直接转矩控制(基本DTC)策略电机电磁转矩及定子磁链脉动较大。针对电励磁同步电动机引入一种空间矢量调制型直接转矩控制(SVM-DTC)策略。它基于电励磁同步电动机中转矩角控制电磁转矩原理,利用空间电压矢量合成出最佳电压矢量实时补偿定子磁链矢量误差,以达到减小电动机在运行中电磁转矩及定子磁链脉动量之目的,同时又能基本维持开关频率恒定。仿真和实验结果证明,与基本DTC相比较,SVM-DTC电磁转矩和定子磁链脉动大幅度降低;电机起动电流峰值大大减小,稳态电流畸变较小;同时系统能够平稳地由恒转矩区过渡到弱磁区运行。

关键词：同步电机电励磁同步电动机直接转矩控制空间矢量调制弱磁

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一种混合励磁无轴承电机数学建模及特性分析

微特电机 2022年第5期50卷 7-13页

作者：何佳佳周扬忠刘汪彤福州大学福建省新能源发电与电能变换重点实验室福州350108

提出将混合励磁技术引入无轴承电机并针对一种混合励磁型无轴承磁通切换电机(BFSHEM),阐述其悬浮力生成原理,基于有限元分析,建立混合励磁下的悬浮力及电磁转矩数学模型。对BFSHEM的悬浮力/电磁转矩特性进行仿真研究并验证所推导的数学... 详细信息

提出将混合励磁技术引入无轴承电机并针对一种混合励磁型无轴承磁通切换电机(BFSHEM),阐述其悬浮力生成原理,基于有限元分析,建立混合励磁下的悬浮力及电磁转矩数学模型。对BFSHEM的悬浮力/电磁转矩特性进行仿真研究并验证所推导的数学模型。在一台BFSHEM样机上进行反电动势测量实验。结果表明,该数学模型能够较好地反映BFSHEM的悬浮力/转矩特性,混合励磁技术的引进可以增加悬浮力与电磁转矩的控制维度,且电机的输出转矩能够通过通入增磁电流得到较大的提升,证明BFSHEM具有实际应用价值。

关键词：永磁型无轴承磁通切换电机混合励磁型无轴承磁通切换电机六相电机混合励磁悬浮力数学模型

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永磁同步伺服驱动中瞬时转速观测器设计研究

电力电子技术 2014年第1期48卷 81-84页

作者：周扬忠程明东南大学电气工程学院江苏南京210096

交流伺服系统中转子转速一般是通过对测量得到的转子位置角进行微分得到,但由于位置角测量的量化原因,易造成速度计算的不准确及量化误差;而且同时采用该方法不可能得到瞬时速度。为此设计了一种瞬时转速观测器,并在此基础上结合位置脉... 详细信息

交流伺服系统中转子转速一般是通过对测量得到的转子位置角进行微分得到,但由于位置角测量的量化原因,易造成速度计算的不准确及量化误差;而且同时采用该方法不可能得到瞬时速度。为此设计了一种瞬时转速观测器,并在此基础上结合位置脉冲增量式插补方法提出一种改进的瞬时转速观测器。实验结果表明与传统结构系统相比,瞬时速度观测器系统具有较快的速度动态响应、较低的电流脉动,而且改进的瞬时速度观测器使伺服系统在低速时能进一步降低转速和电流脉动。

关键词：交流伺服瞬时转速观测器插补方法

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永磁同步电动机反馈线性化控制系统设计研究

电力电子技术 2013年第3期47卷 96-98页

作者：毛洁周扬忠福州大学电气工程与自动化学院福建福州350108

永磁同步电机(PMSM)具有效率高,功率密度大等突出优点,因此得到了广泛应用,研究其高性能的驱动系统成为发展的必然趋势。根据PMSM仿射非线性系统,结合微分几何理论推导出当转矩和定子磁链幅值线性解耦时的定子电压方程。以TMS320F2812型... 详细信息

永磁同步电机(PMSM)具有效率高,功率密度大等突出优点,因此得到了广泛应用,研究其高性能的驱动系统成为发展的必然趋势。根据PMSM仿射非线性系统,结合微分几何理论推导出当转矩和定子磁链幅值线性解耦时的定子电压方程。以TMS320F2812型DSP为核心,结合PMSM反馈线性化控制的特点,设计了一套功能完善、实时性好的PMSM直接转矩控制(DTC)系统。硬件系统包括辅助电源电路、逻辑保护译码电路、采样电路、驱动电路、光电编码器信号检测电路。编制了PMSM DTC反馈线性化算法软件进行实验研究,实验结果表明:硬件系统工作可靠、控制响应快。

关键词：永磁同步电机直接转矩控制反馈线性化

单逆变器供电双五相永磁同步电机串联型直接转矩控制研究

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电源学报 2019年第4期17卷 162-168页

作者：吴鑫周扬忠福州大学电气工程与自动化学院

电机串联技术不仅能够节省逆变器以及控制设备的成本,而且还能节省逆变器所占用的空间。串联的电机可实现独立控制,其转速和转矩都是独立控制的,这在诸多领域中有着重要的实用意义。针对2台串联的五相永磁同步电机PMSM(permanent magnet... 详细信息

电机串联技术不仅能够节省逆变器以及控制设备的成本,而且还能节省逆变器所占用的空间。串联的电机可实现独立控制,其转速和转矩都是独立控制的,这在诸多领域中有着重要的实用意义。针对2台串联的五相永磁同步电机PMSM(permanent magnet synchronous motor)提出一种直接转矩控制DTC(direct torque control)策略。首先,建立了变换矩阵,分析推导了静止坐标系以及旋转坐标系下双五相PMSMs串联系统的数学模型;然后,对直接转矩控制进行研究,构建最佳开关矢量表,设计系统的控制框图;最后,在MATLAB下建立电机的模型以及串联系统的模型,对单逆变器供电双五相PMSMs串联系统进行稳态及动态的仿真与分析。

关键词：五相永磁同步电动机(PMSM) 双电机串联直接转矩控制(DTC)

考虑三次谐波转矩的双五相永磁同步电机串联系统直接转矩控制研究

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电源学报 2019年第5期17卷 186-196页

作者：段庆涛周扬忠福建省新能源发电与电能变换重点实验室(福州大学)

针对反电动势非正弦的2台五相永磁同步电机串联驱动系统提出一种3次谐波转矩补偿型直接转矩控制策略。首先通过坐标变换建立了考虑3谐波转矩的双五相PMSM串联系统的数学模型,基于电压矢量对转矩的控制关系,分别在2个子空间计算定子磁链... 详细信息

针对反电动势非正弦的2台五相永磁同步电机串联驱动系统提出一种3次谐波转矩补偿型直接转矩控制策略。首先通过坐标变换建立了考虑3谐波转矩的双五相PMSM串联系统的数学模型,基于电压矢量对转矩的控制关系,分别在2个子空间计算定子磁链增量的期望值;然后根据2台电机定子电压方程,计算出2个平面内电压矢量参考值,并提出一种占空比调制型空间矢量调制算法;最后,通过仿真与实验验证了所提控制算法的可行性。

关键词：反电动势非正弦五相PMSM 双电机串联系统空间矢量调制直接转矩控制

六相串联三相双PMSM系统无权重系数MPTC

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电力电子技术 2021年第7期55卷 60-63页

作者：潘斌周扬忠福建省新能源发电与电能变换重点实验室(福州大学) 福建福州350116

针对六相串联三相双永磁同步电机(PMSM)系统提出了一种无权重系数的模型预测转矩控制(MPTC)策略,使用基于六相相电压误差的成本函数以消除传统成本函数中的权重系数。基于两台PMSM转矩方程的微分表达式和定子电压方程得到两台PMSM的期... 详细信息

针对六相串联三相双永磁同步电机(PMSM)系统提出了一种无权重系数的模型预测转矩控制(MPTC)策略,使用基于六相相电压误差的成本函数以消除传统成本函数中的权重系数。基于两台PMSM转矩方程的微分表达式和定子电压方程得到两台PMSM的期望电压矢量,同时由零序电流比例积分(PI)调节器得到期望零序电压,最后通过矩阵T6得到期望六相相电压。为抑制零序电流和缩短控制策略的计算时间,根据期望零序电压的大小,仅预选最多20个电压矢量代入到成本函数中优选出最优电压矢量。实验结果表明,所提控制策略独立解耦控制两台PMSM,同时实现两台PMSM转矩及定子磁链幅值的精确跟踪和零序电流的有效抑制。

关键词：永磁同步电机模型预测转矩控制无权重系数

阻尼绕组对直接转矩控制同步电机动态行为的影响

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航空学报 2005年第4期26卷 476-481页

作者：周扬忠胡育文黄文新胡春玉南京航空航天大学航空电源科技重点实验室

目前电励磁同步电机直接转矩控制研究在中国还是一个空白,其转子上存在阻尼绕组,必然对电机的动态行为产生影响。本文详细推导并分析了电励磁同步电机中电磁转矩与转矩角关系式,在此基础上结合仿真方法研究了阻尼绕组对直接转矩控制同... 详细信息

目前电励磁同步电机直接转矩控制研究在中国还是一个空白,其转子上存在阻尼绕组,必然对电机的动态行为产生影响。本文详细推导并分析了电励磁同步电机中电磁转矩与转矩角关系式,在此基础上结合仿真方法研究了阻尼绕组对直接转矩控制同步电机动态行为的影响。结果指出,在主转矩角为零点附近主转矩与主转矩角的变化趋势始终一致;交轴阻尼绕组能有效地抑制动态中转矩及转速振荡幅度;直轴阻尼绕组对改善系统动态性能不明显,且该绕组的存在易引起系统的不稳定。从改善系统的动态特性出发,转子上不宜设置直轴阻尼绕组。

关键词：电机电励磁同步电机直接转矩控制阻尼绕组动态特性