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永磁同步电机永磁体状况在线监测

中国电机工程学报 2007年第24期27卷 43-47页

作者：肖曦张猛李永东清华大学电力系统国家重点实验室北京市海淀区100084

提出一种基于卡尔曼滤波器的永磁同步电机永磁体磁场状况在线监测方法。通过选择磁场同步旋转坐标系下定子电流和永磁体磁链为状态变量,构建估算转子永磁体磁链幅值和方向的卡尔曼滤波器。该方法能准确跟踪永磁体真实状况,对电机参数不... 详细信息

提出一种基于卡尔曼滤波器的永磁同步电机永磁体磁场状况在线监测方法。通过选择磁场同步旋转坐标系下定子电流和永磁体磁链为状态变量,构建估算转子永磁体磁链幅值和方向的卡尔曼滤波器。该方法能准确跟踪永磁体真实状况,对电机参数不敏感,鲁棒性强。基于动态估算的电机永磁体磁链,可为永磁同步电机控制系统实时提供准确的转子磁链信息,提高系统控制性能和效率。同时,基于永磁体磁场状况的动态监测,可防止永磁电机失磁状况的恶化,降低不可逆失磁程度,提高系统可靠性。实验结果验证了方法的正确性和有效性。

关键词：永磁同步电机永磁体磁链在线监测卡尔曼滤波器

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内嵌式永磁同步电动机电感参数分析

微电机 2018年第10期51卷 5-9页

作者：李霞王淑红王伟梁力波太原理工大学电气与动力工程学院太原030024

内嵌式永磁同步电机的交直轴电感参数影响着电机控制系统调节器参数的设计,准确的电机参数对其闭环控制及弱磁调速时的性能有较大影响。基于永磁同步电机的数学模型,推导内嵌式永磁同步电动机交直轴电感参数的理论计算公式;利用伏安法... 详细信息

内嵌式永磁同步电机的交直轴电感参数影响着电机控制系统调节器参数的设计,准确的电机参数对其闭环控制及弱磁调速时的性能有较大影响。基于永磁同步电机的数学模型,推导内嵌式永磁同步电动机交直轴电感参数的理论计算公式;利用伏安法实验测得电机的三相电感曲线,分析得到交直轴电感参数的测试值;利用实验测得的空载反电势求取电机的永磁体磁链值。有限元计算所得的交直轴电感参数和空载反电势验证了解析推导和实验方法及结果的正确性。

关键词：内嵌式永磁同步电动机交直轴电感伏安法永磁体磁链

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伺服系统转速自适应控制研究

伺服系统转速自适应控制研究

作者：李嘉诚江苏大学

学位级别：硕士

在伺服系统应用较多的工业机器人领域和数控机床领域,伺服电机经常工作在多变载荷及频繁变速的工况下,因此伺服系统的转动惯量和负载转矩都会发生显著变化,恶劣的运行工况带来的温度上升问题也会影响电机电感、永磁磁链及电阻的值。当... 详细信息

在伺服系统应用较多的工业机器人领域和数控机床领域,伺服电机经常工作在多变载荷及频繁变速的工况下,因此伺服系统的转动惯量和负载转矩都会发生显著变化,恶劣的运行工况带来的温度上升问题也会影响电机电感、永磁磁链及电阻的值。当电机参数发生改变后,需要根据变化后的电机参数重新整定控制器参数,才能使电机拥有良好的动静态性能。转动惯量和永磁磁链是整定转速控制器参数的关键电机参数,因而要实现伺服系统转速自适应控制,惯量和磁链的辨识是关键。模型参考自适应方法(MRAS)因其算法简单,易于实现而被广泛用于惯量辨识。传统模型参考自适应法(朗道离散时间法)存在无法同时兼顾辨识速度和精度的问题,为了获得较精确的惯量辨识值,只能减小自适应系数,但同时辨识速度受到很大影响。对此,本文提出了一种朗道连续时间(基于连续模型的MRAS)惯量辨识方法,通过连续模型下的惯量辨识算法来说明传统方法易受噪声影响的问题,针对此问题,采用相同的一阶低通滤波器同时对速度和转矩电流进行滤波,滤波器的引入相当于增加了调节的自由度,并定性分析自适应系数和滤波器时间常数的取值方式。最后,当选取较大的自适应系数和较小的滤波器时间常数可在保证辨识速度的前提下大大提高惯量辨识精度,进而快速精确跟踪实际惯量的变化,且此方法适用于矩形波、三角波、正弦波转速给定,适用性广。通常采用反电势法测量永磁磁链,虽然此方法测量精度较高,但属于离线辨识法,无法快速反映磁链的变化。在线辨识中存在的状态方程欠秩问题,多数学者提出施加扰动电流i磁链的辨识精度,且多数学者提出的方法仅限于表贴式永磁同步电机(PMSM)的磁链辨识,在辨识过程中还需要考虑逆变器非线性因素,并对其进行补偿,较为繁琐。针对上述问题,本文提出一种基于位置角偏移参数辨识方法,通过在电角度中注入大小相等、方向相反的角度,并测量对应的d轴电压和电角速度,在i=0控制下即可实现磁链的准确辨识,且磁链的辨识不受逆变器(VSI)非线性因素的影响,不受PMSM电阻、电感的影响,整个磁链辨识过程只需调节一个收敛因子以拟合磁链曲线,方法简单。最后通过对一台表贴式PMSM(SPMSM)和一台内置式PMSM(IPMSM)进行仿真和实验。实验结果表明该方法同时适用于SPMSM和IPMSM。辨识得到的磁链可更新转矩常数,进一步提高惯量辨识精度。本文所提辨识方法可快速跟踪惯量和磁链的变化,进而将辨识值用于修改速度控制器参数,以实现伺服系统的速度自适应控制。

关键词：参数辨识转动惯量模型参考自适应永磁体磁链速度自适应控制

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永磁低速发电机特性研究

永磁低速发电机特性研究

作者：张影哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着风力发电技术的飞速发展,永磁低速发电机应用范围越来越广。目前国内外对永磁低速同步发电机的关注点大多集中于结构改进和控制系统优化设计上,而对发电机运行性能的分析以及如何优化设计讨论的比较少。首先介绍永磁同步发电机四种... 详细信息

随着风力发电技术的飞速发展,永磁低速发电机应用范围越来越广。目前国内外对永磁低速同步发电机的关注点大多集中于结构改进和控制系统优化设计上,而对发电机运行性能的分析以及如何优化设计讨论的比较少。首先介绍永磁同步发电机四种转子结构的应用情况以及对低速永磁发电机性能的影响,并讨论采用哪种结构能够减小发电机的体积;简要介绍了发电机运行原理和电机工作在空载和负载时的电枢反应;分析了永磁发电机和永磁体的等效磁路,为之后永磁体磁场分析计算做铺垫。其次重点分析了不同形状的永磁体所产生的空间磁场磁感应强度变化情况。基于毕奥-萨伐尔定律,采用数值分析计算了矩形、圆柱形以及瓦片形三种不同形状的永磁体磁场强度的大小。为了便于对比分析,三种永磁体选用同材料、同体积和等高度,并利用Matlab/simulink软件仿真出永磁体磁场强度随离开表面距离长短的变化曲线,以及某一种形状呈现变化趋势时,永磁体磁场强度的变化情况如何。再次分析了影响永磁低速发电机特性参数并进行性能计算。永磁发电机的特性参数包括计算参数与结构参数两大类,分别分析两种参数对发电机性能的影响,并针对其中的一些参数进行了仿真,给出了参数数值变化时发电机性能影响变化曲线;永磁低速发电机的性能计算包括永磁体磁链、交直轴电感以及电机内阻R的计算,最后在Matlab/simulink环境下搭建永磁低速发电机模型并进行仿真分析。根据永磁发电机模型,输入为额定转矩,输出为三相电压与电流、转速以及电磁转矩等,在参数输入界面输入样机数据和第三、四两章计算参数值,仿真运行得出采用三种不同形状永磁体时,低速永磁发电机三相电压Uabc、三相电流Iabc、转速n、电磁转矩Te以及转子位置角theta的变化曲线,分析这三种永磁体对永磁低速发电机性能的影响。

关键词： PMG 发电机模型永磁体磁场分析永磁体磁链

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永磁同步电机最大转矩电流比求解方法研究

中国仪器仪表 2020年第12期 79-83页

作者：徐丽常熟开关制造有限公司江苏省智能电网配用电关键技术研究重点实验室江苏常熟211500

基于永磁同步电机旋转坐标系的模型求解最大转矩电流比控制下励磁电流和转矩的函数关系,由于直接求解转矩和励磁电流的关系函数表达式涉及到四次方程求解,较复杂,为了简化运算,通过利用样条函数的分段拟合方法进行求解,误差较小。通过... 详细信息

基于永磁同步电机旋转坐标系的模型求解最大转矩电流比控制下励磁电流和转矩的函数关系,由于直接求解转矩和励磁电流的关系函数表达式涉及到四次方程求解,较复杂,为了简化运算,通过利用样条函数的分段拟合方法进行求解,误差较小。通过试验测试得出实际的最大转矩比励磁电流函数曲线与文中求解的最大转矩电流比确定磁链电流曲线基本符合,验证了求解的正确性。

关键词：永磁同步电机矢量控制最大转矩电流比永磁体磁链等效磁链