永磁同步电动机电压矢量控制系统降噪试验研究

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永磁同步电机的矢量控制系统

永磁同步电机的矢量控制系统

永磁同步电机的矢量控制系统一、本文概述随着科技的不断进步和工业的快速发展,电机作为核心动力设备,在各种机械设备和工业自动化系统中扮演着至关重要的角色。

其中,永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)因其高效率、高功率密度和优良的控制性能等优点,被广泛应用于电动汽车、风力发电、机床设备等领域。

为了实现永磁同步电机的精确控制,提高其运行效率和稳定性,矢量控制(Vector Control)技术被引入到永磁同步电机的控制系统中。

本文将对永磁同步电机的矢量控制系统进行深入探讨。

文章将简要介绍永磁同步电机的基本结构和运行原理,为后续的矢量控制理论奠定基础。

接着,文章将重点阐述矢量控制的基本原理和实现方法,包括坐标变换、空间矢量脉宽调制(SVPWM)等关键技术。

文章还将分析矢量控制系统中的传感器选择、参数辨识以及控制策略优化等问题,以提高系统的控制精度和鲁棒性。

通过本文的研究,读者可以对永磁同步电机的矢量控制系统有一个全面而深入的了解,为实际应用中提高永磁同步电机的控制性能提供理论支持和指导。

本文还将探讨未来永磁同步电机矢量控制系统的发展趋势和挑战,为相关领域的研究者和工程师提供有价值的参考信息。

二、永磁同步电机的基本原理永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)是一种高效、高性能的电机类型,其工作原理基于电磁感应和磁场相互作用。

PMSM的核心组成部分包括定子、转子和永磁体。

定子通常由三相绕组构成,负责产生旋转磁场;转子则装有永磁体,这些永磁体在定子产生的旋转磁场作用下,产生转矩从而驱动电机旋转。

PMSM的工作原理可以简要概括为:当定子三相绕组通入三相交流电时,会在定子内部形成旋转磁场。

由于转子上的永磁体具有固定的磁极,它们在旋转磁场的作用下会受到力矩的作用,从而使转子跟随定子磁场的旋转而旋转。

通过控制定子电流的相位和幅值,可以精确控制旋转磁场的转速和转向,从而实现对PMSM的精确控制。

电动汽车用v型磁钢转子永磁同步电机的电磁振动噪声削弱方法研究

电动汽车用v型磁钢转子永磁同步电机的电磁振动噪声削弱方法研究

电动汽车用v型磁钢转子永磁同步电机的电磁振动噪声削弱方法研究标题:电动汽车用V型磁钢转子永磁同步电机的电磁振动噪声削弱方法研究随着电动汽车产业的快速发展,作为其核心部件的永磁同步电机在性能提升的同时,其振动与噪声问题也日益受到关注。

特别是采用V型磁钢转子的永磁同步电机,其特殊的结构设计虽然带来了高效的电磁转换效率,但同时也加剧了电磁振动噪声。

本文将针对这一问题,探讨电动汽车用V型磁钢转子永磁同步电机的电磁振动噪声削弱方法。

一、V型磁钢转子永磁同步电机振动噪声源分析V型磁钢转子永磁同步电机在运行过程中,电磁振动噪声主要来源于以下几个方面:1.磁场力矩引起的振动:电机在运行时,转子与定子之间的磁场相互作用产生力矩,导致转子产生振动。

2.转子不平衡引起的振动:由于V型磁钢转子的结构特点,可能存在一定的质量不平衡,进而引发振动。

3.气隙磁场引起的振动:气隙磁场在电机运行过程中发生变化,使得定子与转子之间的气隙磁导发生变化,从而产生振动。

4.机械结构因素:电机的机械结构设计不合理,如轴承、机壳等部件的刚度不足,可能导致振动加剧。

二、电磁振动噪声削弱方法针对上述振动噪声源,以下提出几种削弱方法:1.优化电机结构设计:(1)优化磁钢分布:合理设计V型磁钢的分布,降低磁场力矩引起的振动。

(2)提高机械结构的刚度:加强轴承、机壳等部件的刚度,降低机械结构因素引起的振动。

2.控制策略优化:(1)采用矢量控制:通过矢量控制技术,降低电机在运行过程中的转矩波动,从而减轻振动。

(2)无位置传感器控制:采用无位置传感器控制技术,提高电机运行稳定性,降低振动。

3.振动噪声抑制技术:(1)主动振动控制:采用主动振动控制技术,对电机的振动进行实时监测与抑制。

(2)声学包覆:在电机外壳采用声学包覆材料,降低噪声辐射。

4.制造工艺优化:(1)提高磁钢的制造精度:提高磁钢的制造精度,降低转子不平衡引起的振动。

(2)优化装配工艺:严格控制装配质量,确保电机各部件的配合精度。

一种改进的永磁同步电机矢量控制系统的研究

一种改进的永磁同步电机矢量控制系统的研究

1 引 言 P M采 用 矢 量 控 制 的 目 的是 改 善 转 矩 的控 MS
制 性 能 , 关键 是对 定 子 电流 进行 控制 。 其 电流控 制 环 节 的动 态 响 应特 性 直接 决 定矢 量 控 制 策 及 矢 量 控 制 系 统 原 理 M M
定 子绕组 电感 d q轴 分量 ; 为永磁 体产 生 的磁链 ; 为 ,
电机输 出转矩 ; 为 负载转 矩 ; 电机极 对 数 ; 为转动 . n为 ' , 惯量; ∞为转 子 电角 速度川。
基 础 上 . 入 了一 种 采 用 模 糊 一I 模 控 制 的速 度 加 P双 控 制 器 , 以期 望 二 者 结 合 能 够 使 控 制 系 统 达 到 更 好 的控 制 性 能
摘 要 : 对采 用 传统 P 针 I电流 、 速调 节 器 的永 磁 同步 电机 ( MS 矢量 控 制系 统 中存 在 启 动 转速 、 矩 波 动 转 P M) 转 大. 电流跟踪 效果 不理 想等 问题 , 别设 计 了采用积 分分 离 的 电流 调节 器和 采用 模糊 .I 分 P 双模 控 制策 略 的速 度 调节 器 , 并在 M f b环 境下搭 建 了模 型进行 仿真分 析 。 真结 果表 明 , aa l 仿 该控 制系统 较传统 控制 系统具 有更好 的 动静态 特性 . 最后针对 所提 出的方 法进行 实验验 证 . 实验 结果进 一步 证 明了该结 论 的正确性 。 关键 词 : 永磁 同步 电机 ;矢量 控制 :积分 分离 ;模 糊控制
矢量 控 制系 统 中 电流 调 节器 的性 能 。
f M d d一 , q s d d ∞ t u Ri t D = g + + { d , + =
【o3 蛳 T n( 一 ) , (/ )d /t= = / J (w d) 一 2 n

调速永磁同步电动机高频电磁噪音的分析与抑制

调速永磁同步电动机高频电磁噪音的分析与抑制

调速永磁同步电动机高频电磁噪音的分析与抑制(已处理)调速永磁同步电动机高频电磁噪音的分析与抑制Analysis and Simulation of High-FrequencyNoise of Vector-Contorlled PMSM system 调速永磁同步电动机高频电磁噪音的分析与抑制撰稿人:梁文毅5摘要 :可以转化为对高次谐波电流产生的径向力波的分析,从而转化为对 PWM 信号产生高频电流谐波的分析。

本文分析了矢量控制调速永磁同步电动机驱动系统中产目前永磁同步电动机矢量控制通常采用 d-q 轴数学模生 PWM 谐波电流的原因,并基于此分析结果给出了高频型,本节利用该数学模型对 d-q 轴谐波电流进行分析。

电机电磁噪音的特征。

基于分析结果,本文提出了解决该类电磁控制算法采用 SVPWM 控制,调制频率为 fPWM。

噪音的几种方式,并采用有限元仿真软件 EasiMotor 对分析结论进行仿真验证,仿真结果验证了理论分析的正确性。

1.1. 永磁同步电动机 d-q 轴谐波电流分析 [14] 关键词:永磁同步电动机、矢量控制、电磁噪音、PWM谐波电流在文献 [14] 中对 PWM 谐波电流进行了详细分析,根据分析可知,通常情况下,d 轴谐波电流主要为一次 PWMAbstract:谐波电流,其大小与Δid1 直接相关,其中:1?i ?UT cos2αδ 60 ? cos60 ?δ 2 3Ld1 ss dThe high frequency electromagnetic noise causedby PWM has beenanalysed in this paper based on当α 30 +δ/2 时,Δid1 取最大值,其值为:the analysis of the PWM harmonic current in vector- controlled PMSM system. Based on this result, the2 ? i UT 1? cos60? δ 2 3L d1 ss dcharacteristic of the noise has been studied, also some of methodsto reducing the noise has been proposed 这里,Ld 为 d 轴同步电感,δ为功角, Ts 为调制周期,and the simulation of finite element method in Us 为稳态运行时电压矢量幅值, 为电压矢量在扇区中瞬EasiMotor software verified the validity of methods. αKey words: PMSM, Vector Control, Electromagnetic α时位置,0 。

永磁同步电机及其控制技术研究

永磁同步电机及其控制技术研究

永磁同步电机及其控制技术研究永磁同步电机(PMSM)是一种高效、高功率因数、高转矩密度、低噪声和低振动的电动机类型。

因此,它已经逐渐成为了现代工业、机械和交通运输领域中最重要的动力源泉之一。

在过去的几年里,永磁同步电机和控制技术已经成为了电力电子、控制和认知工程等领域的研究重点。

在这篇文章中,我们将探讨永磁同步电机及其控制技术的最新研究进展。

1. 永磁同步电机原理永磁同步电机与传统的感应电机不同,它利用了永磁体产生的恒定磁场来实现电动机的转子转动。

因此,永磁同步电机没有发电机拖动、鼠笼绕组损耗、磁噪音等传统感应电机的一些问题。

总之,永磁同步电机具有更高的效率、较低的损耗和更广泛的应用前景等优势。

2. 永磁同步电机控制技术的研究从技术角度来看,永磁同步电机的控制技术是实现最佳转速和最佳效率的关键。

为实现高效率、高性能电机控制,通常使用矢量控制或直接转矩控制技术。

2.1 矢量控制技术矢量控制技术是一种复杂、高精度且可靠的永磁同步电机控制技术。

它需要传感器反馈控制系统以实现行进过程中的最佳电力。

通过这种技术,永磁同步电机可以精确地掌控转速、转矩、功率因数和电能质量,从而实现闭环控制。

2.2 直接转矩控制技术直接转矩控制技术是永磁同步电机的一种时变控制技术。

它可以实现电机的高速、高效、低噪音和低振动。

该技术通过对永磁同步电机的转子流量式的估算,然后在电机的转子流量式上进行磁链方向控制,以控制电机的直接转矩。

此外,直接转矩控制技术还利用反演机制来提高控制性能及功率因数。

3. 应用现状和前沿永磁同步电机广泛应用于电动车、空调、马达等各大领域。

因此,永磁同步电机控制技术的研究也一直处于热点领域。

例如,在电动车领域,针对电机和整车系统开展的多层次控制技术研究已经取得了很好的成果。

其次,永磁同步电机的高效率和高性能已经成为新型超级电容、储能系统的最佳配合对象。

另外,为了进一步提高永磁同步电机的效率和可靠性,未来的研究趋势将会着重于以下几个方向:一是控制策略的研究,主要包括能量管理和扰动控制;二是电机设计和制造技术的研究,主要包括永磁体材料、磁场分析和交变电动机质量;三是永磁同步电机最佳化操作系统的研究,主要包括电机特性、电机特性变化、驱动器特性和电机性能的统一控制等。

永磁同步电动机矢量控制调速系统研究

永磁同步电动机矢量控制调速系统研究



置 ,带有绝 对信 息功 能 ,3路 彼 此相 差 10 ,占空 2。 比为 05 .。另 一组 完全 同增量 式光 电编码 器 ,输 出 3

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路方波脉冲 A 、B和 z 、B两路脉冲相位差 9。 。A o, 可以用来判断转 向,z脉冲每转一个 ,用于基准点 定位 ,u 、w 信号用于伺服系统转子磁极的初始 、V 定位。在应用中应该保证复合式光电编码器 的极对 数与电机的极对数一致。转子旋转一周 ,编码器 u 、 V 、w 三相中任一相就发出与极对数相同的脉冲个 数。根据 u 、w 相电平高低 的组合就可知转子 、V 的区间范 围。同时根据 u 、w 的 3位信号,可 、V 以将转子的位置确定在6 。 o 电角度的范围里,故由此 可以得出 U、V、w 与转 子 角 位 置 关 系见 表 1 。当 U、V、w 读数在 10时 ,可 以取其 角度 为 0 到 6 。 0 。 o
M a n tS n h o o sM o o g e y c r n u t r
CHEN s n A—a
( ig oY nhn eerhIstt o g e h o g ,Nn b 0 0,C ia N nb u se gR sac ntue f hT c nl y ig o3 5 4 i Hi o 1 hn )

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2 一
克拉 克 ( L R E) 变换 C A K 反
制框图。该系统可以工作于速度给定和位置给定模式
下 ,并且 P 调制方法采用空 间矢量调制法 。 WM
收 稿 日期 :20 -53 0 60 -0
维普资讯
ne tma n ts n h o o s moo r ic s e n g e y c r n u t ra e d s u s d.

基于MATLAB永磁同步电动机矢量控制系统的仿真研究

基于MATLAB永磁同步电动机矢量控制系统的仿真研究

基于MATLAB永磁同步电动机矢量控制系统的仿真研究永磁同步电动机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)是一种应用广泛的高性能电机。

在工业领域,PMSM通常采用矢量控制方法来实现精确的速度和位置控制。

本文基于MATLAB对PMSM矢量控制系统进行仿真研究,探讨其工作原理及性能。

首先,PMSM的矢量控制系统由控制器、电机和传感器三部分组成。

其中,控制器根据电机的反馈信号和期望输出来计算电机的控制信号。

传感器用于测量电机的转速、位置和电流等参数,反馈给控制器。

通过调节控制信号,控制器可以实现电机的速度和位置控制。

在PMSM的矢量控制系统中,通常采用dq轴矢量控制方法,将三相电流转换为直流参考轴和旋转参考轴的dq坐标系,进而对电机进行控制。

其次,本文利用MATLAB软件对PMSM矢量控制系统进行了仿真实验。

首先,建立了PMSM电机的数学模型,包括电机的动态方程、反电动势方程和电流方程。

然后,在MATLAB环境中编写程序,实现电机模型的数值求解和控制算法的计算。

通过调节控制参数,可以对电机的速度和位置进行精确控制,并实时监测电机的工作状态。

在仿真实验中,通过改变电机的负载情况、工作电压和控制参数等条件,分析了PMSM矢量控制系统的性能。

实验结果表明,当负载增加时,电机的转动惯量增大,控制系统的响应时间变长,但依然可以实现精确的速度和位置控制。

当电机的工作电压增加时,电机的输出功率和转速增大,但也会产生更大的电流和损耗。

当控制参数的比例增益和积分时间常数变化时,系统的稳定性和动态性能均会受到影响,需要进行合理的调节。

总结起来,本文基于MATLAB对PMSM矢量控制系统进行了仿真研究,探讨了其控制原理和性能。

通过仿真实验,可以深入理解PMSM矢量控制系统的工作原理,优化系统的参数和性能,并为实际应用提供参考。

永磁同步电动机矢量控制技术的研究

永磁同步电动机矢量控制技术的研究

制器 的设计 , 当转速偏 差较大时采用模糊控制 , 当 转速偏差较小时采用 P 控 制, I 从而保 证了系统既 具有较快的动态响应速度 , 同时又具有较高的稳态
精度 .
同时从改 善 永磁 同 步 电动 机 系统 的性 能出发 , 采用 矢量 控 制 策 略 , 实现 了直 轴 电流 i 转 矩 分 和
v14 。 。2 N. . 6
Dc20 e.08
永 磁 同 步 电 动 机 矢 量 控 制 技 术 的 研 究
康 尔良 , 李 靖 , 张锐锋 曹玉峰 赵 飞 , , , 杨金磊
(.哈尔滨理工 大学 电气与 电子工程学 院 , 1 哈尔滨 104 ;.国家电网毫州供 电公 司, 5002 安徽 毫州 2 6 0 ) 3 80
m d l in ( V WM)aeapidi tec s— o o t l yt o ua o S P t r p l n h l el p cnr s m.T eep r e t eut e o o os e h x ei n rsl m s
s o t tt s c n r ls se h v n d a tg s s h a mals e d o e s o t u c e h w ha hi o to y tm a e ma y a v n a e uc ss l p e v r h o ,q ik r — s n e a to g r b sn s . po s nd sr n o u t e s Ke r y wo ds:PMS ;v c o o to ;f z o to M e trc n r l uzy c n r l
永磁 同步 电动机 具 有转 动惯 量 小 、 响应速 度快 和 效 率高 等优点 , 因此在 高性 能 的伺服 领 域 中得 到
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了诸 多影 响。提 出 了一种 随 机 载 频 与 空 间 电压 矢 量 相 结 合 的 新 方 法—— 随机 化 开 关 周 期 延迟 , 很好地 解决 了电动机 运转 带来 的噪声和机 械振 动 的问题。 它在 电机 控制 中具有 一定 的发展前 景。 关键词 :永磁 同步 电动机 ; 空间电压 矢量 ;随机 ;载频 ;试 验
M ii a in fAc u tc No s n V e t r Co r lo tg to o o s i ie o c o nt o f PM S M
Z HANG Jn l i —i
( nier gC l g f o c oc , in7 0 8 ,C ia E g ei o eeo l eFre X’ 0 6 hn ) n n l P i a 1
制方 法 。在常规 空问矢量 P WM [ } 1,逆 变器 的功率
开关是 以“ 确定 的 ” 式控 制 通 断 的 。这 种 方 法将 形
产生高 幅值 的谐 波 ,导 致 明照 的 噪 声 和 振 动 ,甚 至会 引起机 械共振 。随机 P WM 为解 决 逆变 器 的 噪 声 问题提 供 - 种 全 新 的 思 路 。其 基 本 思 想 是 用 r一
tr — I to wi h c c et e a trn o 0— t o k s t y l o d ly a a d m. T i meh d s t e h os n c a i a p o l m o c h s t o et d t e n ie a d me h n c l rb e f l
c V; Ex e i n p r me t
0 引 言
空 问矢量 ( V WM) 一种 性 能较 为 优越 的控 SP 是
后 给 出采 用 这 一 技 术 的试 验 波 形 图。采 用 随机 载 频 技术 ,使在 一 个 频 率 段 内 的载 频 以随 机 的方 法 在规定 的 范 围 内变 化 ,可 以大 大 降低 压 缩 机 运 行 噪音 ,提 高产 品 的档 次 。例 如 ,变 频 空 调 目前 的开关频 率 主要 在 2k z H 范 围内 ,其 杂波 H ~5k z

频 率谱便 集 中在 . 和 附近 ,正是 人耳 敏感 范 围 。随机 过程 的频 谱 为 宽带 谱 ,采 用 随 机 载 频 的 方 法 ,可 以使原 来集 中在 和 周 围的 高强度 谱 线分 布在 一 个 较 宽 的频 带 范 围 内 ,使 谐 波 幅值 下
降 ,从 而 达到降 低噪音 的 目的。
vb ain. I h d c ran d v l p n r s e t n c n r lo irt o t a e t i e eo me tp o p cs o o to fPMS M.
Ke o d y W r s: P r n n g e y c r n u tr S a e v la e v co ; Ra d m ; Care e u n e ma e t ma n ts n h o o s mo o ; p c ot g e t r no rir f q e — r
Absr c t a t:Th p r to ft e p r n n g eim y c r n u trp o u e e t i os n — e o e ain o h e ma e tma n ts s n h o o smoo r d c d c ran n ie a d me c a i a i r t n, i r u h a r a d a o n u n e o ie s a o h ee ti a ma h n r a d h n c lvb a i o t o g t g e t e l f if e c t lf— p n f t e l crc l b l c i ey n p o l ’ l e Pu o wa d o e r n o n w meh d t tc rirfe u n y c mb n st p c otg e — e p eS i . f tfr r n a d m e t o ha a re q e c o i e o s a e v la e v c r
种 随机 的开关策 略代 替 常规 P WM 中固定 的 开关
个 较宽 的频 率范 围内 ,达 电压 的谐 波 成 分 均 匀分 布在

目的 。 。本文 提 出了一 种 随机 载 频 与空 间 电 压矢 量 调制相结 合 的 新方 法—— 随 机化 开 关 周期 延 迟 。
它是可 变开关 频 率 P WM( S P V F WM) 法 的一 种改 方
文章 编 号 :lO -88 20 )00 3 —2 O t 4 (0 8 1—0 90 6
永 磁 同步 电 动 机 电压 矢 量 控 制 系 统 降 噪 试 验 研 究
张 金 利
( 警 工 程 学 院 ,西 安 武 708 ) 10 6
摘 要 :永磁 同步 电动机运 转通 常会 产 生 一定 的 噪声 和机 械 振 动 ,给 电机 寿命 和 工 作环 境 带 来
永 磁 同 步 电 动机 电压 矢 量控 制 系统 降 噪 试验 研 究 张 金利
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