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感应电机空间矢量直接转矩控制系统的效率优化

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电力自动化设备 2012年第7期32卷 52-55页

作者：张兴华孙振兴左厚贝南京工业大学自动化与电气工程学院江苏南京210009

提出了一种感应电机空间矢量直接转矩控制系统的效率最优控制方法。在定子磁链定向坐标系中,建立了计及铁芯损耗的感应电机数学模型。分析了电机损耗与转矩、转速和定子磁链的关系,推导出了不同运行工况条件下效率最优的定子磁链幅值表... 详细信息

提出了一种感应电机空间矢量直接转矩控制系统的效率最优控制方法。在定子磁链定向坐标系中,建立了计及铁芯损耗的感应电机数学模型。分析了电机损耗与转矩、转速和定子磁链的关系,推导出了不同运行工况条件下效率最优的定子磁链幅值表达式,实现了感应电机直接转矩变频调速系统的效率最优控制。实验结果表明,所提优化控制策略,在保持直接转矩控制快速动态响应特性的同时,可有效提高电机轻载时的运行效率。

关键词：感应电机最优定子磁链直接转矩控制损耗模型效率优化

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一种永磁同步电机效率优化控制策略研究

电子设计工程 2023年第16期31卷 16-20页

作者：王红于新红中国科学院海西研究院泉州装备制造研究中心电机驱动与功率电子国家地方联合工程研究中心福建泉州362200

为提升永磁同步电机的效率指标,提出一种基于跟踪微分器的效率优化控制策略,该策略通过建立损耗模型,分析损耗功率与定子磁链的极值关系,在直接转矩控制下重构损耗功率函数,将损耗功率函数的电机参数个数降到最少,利用跟踪微分器来求解... 详细信息

为提升永磁同步电机的效率指标,提出一种基于跟踪微分器的效率优化控制策略,该策略通过建立损耗模型,分析损耗功率与定子磁链的极值关系,在直接转矩控制下重构损耗功率函数,将损耗功率函数的电机参数个数降到最少,利用跟踪微分器来求解永磁同步电机不同运行工况下的最优定子磁链。该控制策略不仅能实现控制系统的全局效率最优,而且具有良好的动态特性和较强的鲁棒性。通过与传统损耗模型控制策略进行仿真实验结果对比分析,验证了所提控制策略的有效性。

关键词：永磁同步电机损耗模型跟踪微分器最优定子磁链

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车用永磁同步电机基于最优磁链的高效控制

车用永磁同步电机基于最优磁链的高效控制

作者：张梦帆昆明理工大学

学位级别：硕士

永磁同步电机因结构简单、质量轻、体积小、功率密度大、效率高等优点,在电动汽车领域得到广泛应用。车用永磁同步电机系统运行时负载变化大、外部环境干扰多、系统参数时变等因素,影响了永磁同步电机的运行性能。需要进一步改进其控制... 详细信息

永磁同步电机因结构简单、质量轻、体积小、功率密度大、效率高等优点,在电动汽车领域得到广泛应用。车用永磁同步电机系统运行时负载变化大、外部环境干扰多、系统参数时变等因素,影响了永磁同步电机的运行性能。需要进一步改进其控制技术,以此来提升车用永磁同步电机的系统性能。直接转矩控制具有结构简单、转矩响应快、控制方法直接等优点;滑模变结构控制是一种非线性控制技术,它对控制对象的内部参数变化及外部干扰有一定的抗干扰能力。因此,本文采用直接转矩控制和滑模控制理论相结合的方法来减小车用永磁同步电机的转矩脉动、提升其控制性能。接着将搜索法与电机损耗模型相结合,提出了一种基于模型搜索的效率优化策略,达到进一步提升车用永磁同步电机控制性能的目的,论文主要包含以下内容:（1）首先介绍了车用永磁同步电机驱动系统的概括和发展现状,简述了永磁同步电机在矢量控制策略和直接转矩控制下的几种方案,并给出了目前对永磁同步电机系统效率优化常用的几种方法。接着在A-B-C三相静止坐标系下PMSM的数学模型基础上,根据空间坐标转换原理,利用Clark和Park坐标变换简化了永磁同步电机的数学模型,接着阐述了DTC的基本理论和传统DTC实现过程,说明其优点和不足之处;然后研究了SVPWM的原理并搭建了其仿真模型。（2）随后对滑模变结构控制的基本思想和设计要求进行了研究和分析,详细的说明了滑模变结构控制中滑模面函数、基本满足条件、滑模趋近律的设计过程,将滑模变结构控制思想引入到永磁同步电机控制系统,设计了基于滑模的直接转矩控制器,利用其转矩环和磁链环直接控制电机的定子磁链和电磁转矩。该方法消除了传统矢量控制中的解耦问题,同时也解决了传统的直接转矩控制开关频率不稳定、转矩脉动大等缺点,通过Matlab/Simulink仿真实验证明了所提策略的有效性和正确性。（3）接着在基于滑模DTC控制器的基础上提出了基于搜索法的永磁同步电机效率优化控制策略,详细介绍了黄金分割算法的原理以及如何选择最优磁链的过程,该方法无需电机参数,且控制精度不受电机参数时变的影响,与此同时还涵盖了对逆变器的损耗的分析,以这种方式,实现优化整个永磁同步电机电驱动系统效率的目的。同时,通过Matlab/Simulink仿真实验验证了所提方法的可行性。（4）最后,针对永磁同步电机效率优化方法,将基于搜索法的永磁同步电机效率优化控制策略与电机损耗模型相结合,提出了一种基于模型搜索的效率优化控制方法。该方法省去了传统最小损耗控制策略繁琐的参数整定过程,同时也无需像搜索法控制策略一样依靠采样反馈值才能进行搜索,加快了搜索过程的同时,既有最小损耗控制策略的快速性,又考虑了系统效率问题,使车用永磁同步电机驱动系统达到高效、快速响应的要求。最后,通过Matlab/Simulink建立了仿真模型验证了本文所提策略的有效性。

关键词：永磁同步电机滑模控制黄金分割算法最优定子磁链最小损耗控制

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基于模型的永磁同步电机最优磁链控制研究

农业装备与车辆工程 2020年第3期58卷 7-11页

作者：肖仁鑫张梦帆贾现广崔登杰宋新月昆明理工大学交通工程学院云南省昆明市650500

对于电机存在两种损耗最小控制方法,即损耗模型控制方法和搜索法。前一种方法需要依靠电机参数和繁琐的数学计算来搭建电机损耗模型;后一种方法需要多次采样进行搜索,从而导致控制震荡和系统不稳定。在此,提出了一种基于永磁同步电机(Pe... 详细信息

对于电机存在两种损耗最小控制方法,即损耗模型控制方法和搜索法。前一种方法需要依靠电机参数和繁琐的数学计算来搭建电机损耗模型;后一种方法需要多次采样进行搜索,从而导致控制震荡和系统不稳定。在此,提出了一种基于永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor)损耗模型的搜索法,在搭建好损耗模型后,在搜索期间使用黄金分割算法搜索PMSM当前工况下的最优定子磁链,并采用直接转矩控制下滑模控制,增强了其鲁棒性。在Simulink中搭建了仿真模型,并与传统的额定磁链输出算法和搜索法进行了比较。仿真结果表明,所提出的方法是可行的。

关键词：永磁同步电机最小损耗控制最优定子磁链黄金分割算法滑模控制

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