新型混合励磁同步电机分区控制系统分析与设计_黄明明
《2024年永磁同步电机矢量控制系统的研究与设计》范文
《永磁同步电机矢量控制系统的研究与设计》篇一摘要：随着现代工业的快速发展，永磁同步电机（PMSM）以其高效率、高精度和良好的调速性能，在工业自动化、新能源汽车、航空航天等领域得到了广泛应用。
本文针对永磁同步电机矢量控制系统展开研究与设计，通过深入分析其控制策略与系统结构，提高电机控制的准确性与稳定性。
一、引言永磁同步电机（PMSM）是一种依靠永磁体产生磁场的同步电机，具有结构简单、运行效率高等优点。
而矢量控制技术作为一种先进的控制方法，可以实现对永磁同步电机的精确控制。
本文旨在研究与设计一种高性能的永磁同步电机矢量控制系统，以提高电机的运行性能和效率。
二、永磁同步电机基本原理永磁同步电机的基本原理是利用永磁体产生的磁场与定子电流产生的磁场相互作用，实现电机的转动。
其运行性能与电机的参数、控制策略等密切相关。
因此，了解电机的运行原理和特性，是进行矢量控制系统设计的基础。
三、矢量控制技术分析矢量控制技术是一种先进的电机控制方法，通过精确控制电机的电流分量，实现对电机转矩和转速的精确控制。
本文将深入分析矢量控制技术的原理、方法及优点，为后续的系统设计提供理论依据。
四、系统结构设计系统结构设计是永磁同步电机矢量控制系统的关键部分。
本文将设计一种以数字信号处理器（DSP）为核心的控制系统，包括电源模块、电流检测模块、速度检测模块、控制器模块等。
通过合理的系统结构设计，实现电机的高效、稳定运行。
五、控制策略研究在控制策略方面，本文将采用基于空间矢量脉宽调制（SVPWM）的矢量控制方法。
通过对电机的电流分量进行精确控制，实现对电机转矩和转速的精确控制。
同时，将引入现代控制理论，如模糊控制、神经网络控制等，进一步提高系统的控制性能和鲁棒性。
六、仿真与实验分析为了验证所设计系统的可行性和有效性，本文将进行仿真与实验分析。
通过建立电机的仿真模型，对所设计的矢量控制系统进行仿真测试。
同时，将在实际电机上进行实验测试，分析系统的运行性能和控制效果。
一种新颖同步电机励磁控制技术
技术秘密全文一、技术秘密名称一种新颖同步电机励磁控制技术二、股份公司原有技术主抽风机启动采用安萨尔多变频器，ANSALDO启动变频器由0HZ逐步升速到50HZ，启动开始根据同步电机特性励磁系统加入228A.DC；变频器升速同时电压也由0V升到6000V；在达到48HZ时变频器发出准同步信号，要求励磁系统跟踪同步信号，同步检测器设在一定时间内完成并发出同步切换信号。
在使用过程中经常由于不能找到同步切换点，变频器超时导致启动失败。
操作人员只能多次重复试验，启动成功率较低，影响生产。
三、国内外解决同类问题的技术方案现国内外钢厂马钢、梅钢、攀钢等烧结主抽风机使用励磁系统大都是集成电路和分立元器件组成的混合模拟系统。
其输出的励磁电流的稳态和动态精度差，使软启动同步切换时快速跟踪能力差，经常发生长时间不能同步，造成启动失败。
四、技术秘密具体内容或解决问题的技术方案：通过励磁回路采用西门子全数字直流调速装置6RA70/24/850A，同时新增S7-200PLC编程器进行编程，可以有效地解决主抽风机启动过程中不能找到同步切换点引起变频器超时导致启动失败的问题。
同步控制系统如图1，励磁回路采用西门子全数字直流调速装置6RA70/24/850A，6RA70系列整流器为全数字紧凑型整流器，输入为三相电源，向变速的励磁供电，6RA70控制信号如图2。
新的系统增加一台S7-200PLC处理跟踪连锁及切换信号，信号处理如图3，通过与S7-200PLC的控制可方便地设定启动跟踪曲线，如果曲线跟踪与现场设备启动有偏差，可以在软件上修正；励磁装置设定了灭磁、失步再整步功能及常规保护，保证了系统的可靠运行；继电柜中采用继电器隔离有源信号，提高控制精度；继保柜中保留有差动、过流、过压、失压缺相保护，以保证系统的安全运行。
因为变频器和励磁电流控制间设有主从控制关系，因此，寻找满足变频器启动时控制规律是复杂和异常困难的，只有励磁电流控制规律满足变频器设定的要求时启动才可顺利进行。
211050072_磁通切换永磁同步电机宽调速运行分析及测试
引用格式：郭新军, 张洋, 骆继明, 等. 磁通切换永磁同步电机宽调速运行分析及测试[J]. 中国测试，2023, 49(3): 84-90. GUO Xinjun, ZHANG Yang, LUO Jiming, et al. Analysis and test of flux switching permanent magnet synchronous motor with wide speed regulation[J]. China Measurement & Test, 2023, 49(3): 84-90. DOI: 10.11857/j.issn.1674-5124.2021070031磁通切换永磁同步电机宽调速运行分析及测试郭新军1， 张 洋1,2， 骆继明1， 黄全振1， 黄明明1(1. 河南工程学院电气信息学院，河南 郑州 451191; 2. 国网河南省电力公司电力科学研究院，河南 郑州 450052)摘 要: 磁通切换永磁同步电机以其简单的结构、低畸变率正弦性输出波形以及较高的转矩密度等优点，在电动汽车领域有着广泛应用，其运行特性由不同控制策略决定。
针对传统磁通切换永磁同步电机运行范围较窄的不足，提出相应的最大转矩电流比和q 轴弱磁控制策略。
首先，分析磁通切换永磁同步电机运行工作机理及特点，建立相应的以定、转子为坐标系的数学模型。
其次，根据电机不同运行区域工作特点对其性能进行仿真，计算结果显示可实现电机在高效运行的同时拓宽其运行范围。
最后，基于一台1 kW 样机搭建控制测试系统。
转矩和功率输出测试结果显示，结果表明所提出的弱磁控制策略拓宽电机运行范围，正确性和有效性得到验证。
关键词: 磁通切换; 永磁同步电机; 宽调速; 弱磁控制中图分类号: TM743;TB9文献标志码: A文章编号: 1674–5124(2023)03–0084–07Analysis and test of flux switching permanent magnet synchronousmotor with wide speed regulationGUO Xinjun 1, ZHANG Yang 1,2, LUO Jiming 1, HUANG Quanzhen 1, HUANG Mingming 1(1. School of Electrical Information Engineering, Henan University of Engineering, Zhengzhou 451191, China;2. Electric Power Research Institute of State Grid Henan Electric Power Company, Zhengzhou 450052, China)Abstract : With possessing the characteristics of simple structure, low distortion rate sinusoidal output waveform and high torque density, flux switching permanent magnet motor (FS-PMSM) has a broad application prospect in the field of electric vehicles. Its operating characters are depended on its control strategy. In order to overcome the disadvantage of narrow operating range of the FSPMSM, the corresponding maximum torque current ratio and q-axis flux weakening control strategy for the motor are proposed. Firstly,the working principle, characteristics of the motor are analyzed, and the corresponding mathematical model with the stator and rotor as the coordinate system is established. Secondly, according to the characteristics of different operation areas, the motor can operate efficiently and broaden its operation range at the same time through simulation calculations and analysis. Finally, an experimental system is built to verify the proposed control strategy based on a 1 kW prototype test system. The results of torque and power output show that the收稿日期: 2021-07-04；收到修改稿日期: 2021-10-11基金项目: 国家自然科学基金面上项目（62173126）；河南省高校科技创新团队支持计划（21IRTSTHN017）；河南省自然科学基金（212300410127）；河南省科技攻关项目（212102210022）；河南工程学院博士培育基金（D2022012）作者简介: 郭新军（1968-），男，河南长葛市人，教授，硕士，研究方向为永磁电机设计、电力电子在新型控制系统中的应用。
《2024年永磁同步电机矢量控制系统的研究与设计》范文
《永磁同步电机矢量控制系统的研究与设计》篇一一、引言随着科技的发展和工业自动化的不断提高，永磁同步电机因其高效率、高功率因数等优点在众多领域得到广泛应用。
其中，矢量控制技术是实现永磁同步电机高性能运行的关键技术之一。
本文旨在研究并设计一套永磁同步电机矢量控制系统，以提高电机的运行效率和稳定性。
二、永磁同步电机概述永磁同步电机（PMSM）是一种利用永磁体产生磁场的电机，其工作原理是通过控制器对电机电流进行精确控制，实现电机转子与定子磁场之间的同步。
由于PMSM具有高效率、高功率因数、低噪音等优点，因此在工业自动化、新能源汽车、航空航天等领域得到广泛应用。
三、矢量控制技术矢量控制技术是一种先进的电机控制技术，通过精确控制电机的电流和电压，实现对电机转矩和转速的精确控制。
在永磁同步电机中，矢量控制技术可以实现电机的最大转矩/电流比控制，从而提高电机的运行效率和稳定性。
四、永磁同步电机矢量控制系统设计1. 系统架构设计本系统采用数字化控制方式，主要包括控制器、驱动器、传感器等部分。
其中，控制器负责接收电机的运行指令和反馈信息，进行矢量控制算法的计算和输出；驱动器负责将控制器的输出信号转换为电机所需的电流和电压；传感器负责实时监测电机的运行状态和参数。
2. 矢量控制算法设计本系统采用基于空间矢量脉宽调制（SVPWM）的矢量控制算法。
该算法通过对电机的电流和电压进行精确控制，实现电机的最大转矩/电流比控制。
同时，系统还采用转速闭环控制和转矩闭环控制，提高电机的运行稳定性和动态响应能力。
3. 系统硬件设计系统硬件包括控制器、驱动器、传感器等部分。
其中，控制器采用高性能的数字信号处理器（DSP），实现高速的运算和控制；驱动器采用先进的IGBT模块，实现高效的能量转换；传感器采用高精度的电流和电压传感器，实现电机的实时监测。
五、实验与结果分析1. 实验平台搭建为验证本系统的性能，我们搭建了实验平台。
实验平台主要包括永磁同步电机、矢量控制系统、传感器等部分。
硕士同步永磁混合励磁永磁电机毕业论文
同步/永磁混合励磁永磁电机摘要—本文提出了一种同步/永磁混合（ SynPM ）电机结果表明，这种电机机具有良好的功率密度和效率.具有良好的调控性.工作原理、有限元分析与这台电机的仿真都在这篇文章中介绍关键词——弱场，混合，永磁电机，同步电机1．导言随着电力电子技术，控制技术，和微电子技术的发展，在许多应用场合中，交流电机正在取代直流电机[1][2]。
同时，关于电机在交流传动系统中的运用，已经做出了大量的研究 [1][3][4]。
各种电机广泛应用于传动系统如：感应电机、无刷永磁直流电机、可变磁阻电动机、同步磁阻电机[2]在过去二十年中，永磁（PM）材料迅速发展。
永磁电机因为其良好的功率密度大和效率高等优点，越来越受欢迎特别是对于小额定功率电机。
永磁电机取消了存在于一般电机中的励磁绕组。
最近，随着高矫顽力、高剩余磁通密度和高能量的永磁材料的发现，使永磁电机气隙磁通密度可进一步提高，电机的功率密度也得到了进一步增大。
然而，永磁材料磁导率较低，因此要改变永磁体磁通需要一个较大的磁动势。
当电机需要弱磁运行时，这样就大大限制了永磁电机在高速场合的应用。
另一方面，同步电机有很好磁场调节能力。
这是由于其气隙小同时电机转子上有一套励磁绕组。
然而，将导致电机成励磁绕组损耗，同时电机的滑环与电刷使电机运行不稳定。
本文提出了一种新型的同步/永磁混合励磁永磁电机，电机转子分别有永磁体与励磁绕组，其中有四个永磁极和两励磁绕组；定子与普通的电励磁电机一样。
电机的磁场主要由四个永磁体提供，励磁绕组在电机中主要是起调节作用。
通过改变转子励磁绕组的电流方向，改变两个励磁绕组所在磁极的磁势方向，电机可在增磁或去增下运行。
虽然电机中仍然存在滑环与电刷，但是当电刷不能使用时也不会造成严重的问题，由于电机中永磁体仍将提供气隙磁通。
当转子不通入励磁电流时，由于永磁体有较高的矫顽力，气隙中也存在较大的气隙磁密通。
2．工作原理同步/永磁混合励磁永磁电机结构如图1所示。