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

１引言ＰＭ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ＭＭ
定子绕组电感ｄｑ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ＰＭ）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Ｍｆｂ环境下搭建了模型进行仿真分析。真结果表明，ａａｌ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。
ｆＭｄｄ一，ｑｓｄｄ ∞ ｔｕＲｉｔＤ＝ｇ＋＋｛ｄ，＋＝
【ｏ３蛳Ｔｎ（一），（／）ｄ／ｔ＝＝／Ｊ（ｗｄ）一２ｎ

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(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

一
、
一
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。。Ａｏ，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
ＭａｎｔＳｎｈｏｏｓＭｏｏｇｅｙｃｒｎｕｔｒ
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（ｉｇｏＹｎｈｎｅｅｒｈＩｓｔｔｏｇｅｈｏｇ，Ｎｎｂ００，ＣｉａＮｎｂｕｓｅｇＲｓａｃｎｔｕｅｆｈＴｃｎｌｙｉｇｏ３５４ｉＨｉｏ１ｈｎ）
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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：２０－５３０６０－０
维普资讯
ｎｅｔｍａｎｔｓｎｈｏｏｓｍｏｏｒｉｃｓｅｎｇｅｙｃｒｎｕｔｒａｅｄｓｕｓｄ．

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

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。。２Ｎ．．６
Ｄｃ２０ｅ．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２６０）３８０
ｍｄｌｉｎ（ＶＷＭ）ａｅａｐｉｄｉｔｅｃｓ— ｏｏｔｌｙｔｏｕａｏＳＰｔｒｐｌｎｈｌｅｌｐｃｎｒｓｍ．Ｔｅｅｐｒｅｔｅｕｔｅｏｏｏｓｅｈｘｅｉｎｒｓｌｍｓ
ｓｏｔｔｔｓｃｎｒｌｓｓｅｈｖｎｄａｔｇｓｓｈａｍａｌｓｅｄｏｅｓｏｔｕｃｅｈｗｈａｈｉｏｔｏｙｔｍａｅｍａｙａｖｎａｅｕｃｓｓｌｐｅｖｒｈｏ，ｑｉｋｒ — ｓｎｅａｔｏｇｒｂｓｎｓ．ｐｏｓｎｄｓｒｎｏｕｔｅｓＫｅｒｙｗｏｄｓ：ＰＭＳ；ｖｃｏｏｔｏ；ｆｚｏｔｏＭｅｔｒｃｎｒｌｕｚｙｃｎｒｌ
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

永磁同步电动机矢量控制电压解耦控制研究

ｎｍｉｃｕｌｇｈｓｐｒｉｕａｌｕｓａｄｎｅＭＳｉｈｙａｃｌｒｔｓｄｃｌｒｔｓＴｈｅｏｔｇｅｏ — ａｃｏｐｉａａｔｃｌｒｙｏｔｔｎｉｇｗｈｎＰｎＭｈｇｌｃｅｅａｅ／ｅｅｅａｅ．ｒｅｖｌａｅｄｃｕ
ｏｎｅｃｔｒｉｙｎｍｉｒｃｓｎｌｏａｕｅｄｄｙｍｉｐｒｏｒａｅｏｆＰＭＳＭ．Ｔｈｅｐｒｌｍｆｄａｈｏｈｅｎｄａｃｐｏｅｓａｄａｓｃｓｓａｂａｎａｃｅｆｍｎｃｏｂｅｏｙ—
１引言
以高速度和高精度为基本特征的高速加工技
永磁同步电动机等效为直流电动机，现了电机实
定子电流励磁分量与转矩分量的解耦，这仅实但
现了二者的静态解耦，不能解除其动态耦合关系。永磁同步电动机数学模型经坐标变换后ｉ，ｉ之
摘要：磁同步电动机采用ｉ一０矢量控制方法，现了电流的静态解耦，动态耦合关系依然存在，永实但这造成了动态过程中电流分量互相影响，其在高加减速过渡过程中动态耦合影响更为显著，电动机的动态尤使性能变差。归纳总结了３种基于矢量控制的电压解耦策略，论分析其各自控制原理和特点，对每种解耦理并方法进行仿真对比研究，后通过仿真实验验证了理论分析的结果。最关键词：磁同步电动机；量控制；态耦合；电压解耦控制永矢动中图分类号：ＴＭ３９５文献标识码：Ａ

基于DSP的永磁同步电动机矢量控制系统研究电气工程及其自动化专业毕业设计毕业论文

诚信声明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。

作者签名：日期：年月日湖南工程学院毕业设计（论文）任务书————☆————设计（论文）题目：基于DSP的永磁同步电动机矢量控制系统研究姓名周琳系别应用技术学院专业电气工程及其自动化班级0786 学号200713010616指导老师颜渐德教研室主任谢卫才一、基本任务及要求：1）掌握矢量控制的基本原理。

2）掌握永磁同步电动机矢量控制系统。

3）利用MATLAB软件仿真，分析。

4)硬件设计及软件设计二、进度安排及完成时间：2月20日：布置任务，下达设计任务书2月21日——3月10日：查阅相关的资料（总参考文章15篇，其中2篇以上IEEE的相关文章）。

3月13日——3月25日：毕业实习、撰写实习报告3月27日——5月30日：毕业设计、4月中旬毕业设计中期抽查6月1日——6月7日：撰写毕业设计说明书（论文）6月8日——6月10日：修改、装订毕业设计说明书（论文），并将电子文档上传FTP。

6月11日——6月12日：毕业设计答辩目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第１章概述 (1)1.1永磁同步电动机的发展概况及应用前景 (1)1.1.1 永磁同步电动机发展概况 (1)1.1.2 永磁同步电动机特点及应用 (2)1.2永磁同步电动机控制系统的发展现状与趋势 (3)1.3课题研究的背景及本文的主要研究内容 (4)1.4本课题的研究意义 (5)第2章永磁同步电动机的结构及其数学模型 (7)2.1永磁同步电动机的结构 (7)2.2永磁同步电动机的数学模型 (8)2.2.1 永磁同步电机在静止坐标系(UVW)上的模型 (8)α-)上的模型方程 (10)2.2.2 永磁同步电机在两相静止坐标系(β2.2.3 永磁同步电机在旋转坐标系(d q-)上的数学模型 (12)第3章永磁同步电机矢量控制及空间矢量脉宽调制 (16)3.1永磁同步电机的控制策略 (16)3.1.1永磁同步电机外同步控制策略 (16)3.1.2 永磁同步电机自同步控制策略 (16)3.1.3 永磁同步电动机的弱磁控制 (19)3．2空间矢量脉宽调制(SVPWM) (19)3.2.1 空间矢量脉宽调制原理 (19)3.2.2 空间矢量脉宽调制实现 (22)3.3PI控制器的设计 (24)3.3.1 电流环PI控制器的设计 (24)3.3.2 速度环PI控制器的设计 (25)第4章系统仿真模型 (26)4.1MATLAB仿真工具箱简介 (26)4.2闭环控制系统仿真 (27)4.3仿真结果及分析 (31)第5章永磁同步电机控制器的硬件设计 (34)5.1功率变换单元的设计 (34)5.1.1 三相桥式主电路 (35)5.1.2 IR2130驱动器 (36)5.1.3 信号隔离电路 (38)5.2检测单元的设计 (38)5.2.1位置检测单元的设计 (38)5.2.2 电流检测电路 (40)5.2.3 电压检测电路 (40)5.3控制器的设计 (41)5.3.1 DSP的特点和资源 (42)5.3.2 系统设计中所用的DSP硬件资源 (43)5.4电平转换 (44)5.5保护电路的设计 (45)5.5.1 过流保护电路 (45)5.5.2 过压保护电路 (46)5.5.3 上电保护电路 (46)5.5.4 系统保护电路 (47)第6章永磁同步电机控制器的软件设计 (48)6.1DSP软件一般设计特点 (48)6.1.1 公共文件目标格式 (48)6.1.2 Q格式表示方法 (49)6.2控制系统软件的总体结构 (50)6.3控制系统子程序设计 (53)6.3.1 位置和速度计算 (53)6.3.2 速度、电流PI控制 (55)6.3.3 电流的采样与滤波 (56)6.3.4 坐标变换软件实现 (58)6.3.5 正余弦值的产生 (58)6.3.6 空间矢量PWM程序 (59)结束语 (60)参考文献 (61)致谢 (62)附录 (63)基于DSP永磁同步电动机矢量控制系统研究摘要：本论文在分析了PMSM的结构、数学模型的基础上采用弧公司专用于电机控制的TMS320F2407A型数字信号处理器作为核心，开发了全数字化的永磁同步电机矢量控制调速系统，主要完成了以下几个方面的工作：(1)本文查阅大量的文献资料，阐述了永磁同步电机的发展概况及应用以及其控制系统的发展现状，讨论了此课题的研究意义。

永磁同步电动机PMSM矢量控制系统的研究

永磁同步电动机PM SM矢量控制系统的研究夏燕兰(南京工业职业技术学院，南京2100146)研究与开发摘要本文根据永磁同步电动机PM SM I钩数学模型，分析了PM SM的矢量控制原理，对PM SM矢量控制系统。

进行了分析和仿真，实验结果证明PM SM矢量控制系统具有优良的动、静态性能。

关键词：PM SM；数学模型；矢量控制R es ear ch of V ect or C ont r ol Sys t em f or PM SMX i d Y anl an(N anj i ng I nst i t ut e of l ndust ry and Technol ogy,N anj i ng210046)A bs t r act A cc or di ng t o t he m at hem at i cal m ode l of PM SM，t he paper i nt r oduces t he pri nc i pl e ofvec t o r C ont r ol f or PM SM，anal yzes and s i m ul at es t he vect or c ont r ol s ys t em of PM SM．The exper i m entr e sul t s s how t he c ont r ol s ys t em of P M SM can achi eve go od dyna m i c and st a t i c per f orm ances．K ey w or ds：per m anent m a gne t s yn chr ono us m ot or；m at he m at i c al m odel；vec t or c ont r oll引言永磁直流无刷电动机因体积小、性能好、结构简单、调节控制方便、调速范围广、动态响应快等特点而得到了越来越广泛的应用，尤其应用在智能机器人、航空航天、精密电子仪器与设备等对电机性能、控制精度要求比较高的领域和场合。

大功率永磁同步电机的减振降噪控制方法研究

电毋乙与控制应Ｉ习２０１７，４４（１）
运行与保护Ｅ眦Ａ
大功率永磁同步电机的减振降噪控制方法研究术
于洋，苑利维，魏思维，汪远银
（北京精密机电控制设备研究所，北京
摘
１０００７６）
ｔｈｅｔＷＯｍｅｔｈｏｄｓｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｉｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｂｏｔｈｍｅｔｈｏｄｓｃｏｕｌｄｒｅｄｕｃｅｈａｍｏｒｎｉｃ，ｒｅｄｕｃｅｔｈｅｈｉｇｈｒｅｆｑｕｅｎｃｙｖｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＰＭＳＭ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｄｕｃｅｈａｒｍｏｎｉｃ；ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌｗａｖｅｆｉｌｔｅｒ；ｒａｎｄｏｍｓｐａｃｅｖｅｃｔｏｒｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ
ｓｐａｃｅｖｅｃｔｏｒｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｉｔｅｌａｂｏｒａｔｅｄｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎｄａｍｐｉｎｇａｎｄ

一种降低永磁同步电机振动噪声的控制系统设计

计方法的有效性。
关键词：永磁同步电机；振动；死区
中图分类号：ＴＭ３５１；ＴＭ３４１文献标志码：Ａ文章编号：１００１．６８４８（２０１７）０４ — ００６８．０５
ＤｅｓｉｇｎｏｆＡＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｆｏｒＰＭＳＭＷｉｔｈＬｏｗｅｒＶｉｂｒａｔｉｏｎ
ａｎｄｏｐｔｉｍｕｍｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｓｗｈｉｃｈｗｅｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄｂｙｔｈｅｌｏｗ
第５０卷第４期
２０１７定
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Байду номын сангаасＭＩＣＲＯＭＯＴＯＲＳ
ＶｏＩ．５０．Ｎｏ．４Ａｐｒ．２０１７
４月
一
种降低永磁同步电机振动噪声的控制系统设计
刘兴中，魏旭来，张显亭
（１．贵州航天林泉电机有限公司，贵阳，５５０００８；２．国家精密微特电机工程技术中心，贵阳，５５０００８）
ｖｉｂｒａｔｉｏｎｍａｎｎｅｒｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰＭＳＭ；ｖｉｂｒａｔｉｏｎ；ｄｅａｄｚｏｎｅ
０引言
在水面、水中兵器应用领域，电机的振动特性

科技成果——永磁同步电动机振动噪声抑制技术

科技成果——永磁同步电动机振动噪声抑制技术
技术开发单位沈阳工业大学
所属领域机械工程、电气工程、信息科学
成果简介
通过多年针对电磁振动理论、计算方法和测试技术的研究，获得了一整套电机振动噪声分析计算和抑制方法及计算软件。

采用解析法和有限元法计算电机的运动电磁场和电磁力分布，应用模态分析技术、瞬态振动响应计算和声场计算分析优化电机设计方案。

考虑了变频器供电时电流谐波对电机振动噪声的影响。

采用优化磁极结构、气隙磁密重构、谐波注入等措施实现了永磁同步电机振动噪声的抑制。

应用范围
可用于各种对电机振动噪声和转矩脉动有严格要求的场合。

可用
于潜艇、水面舰船、鱼雷、发电设备、新能源汽车、医疗器械、智能家电、工业自动化、办公自动化、机床、空调压缩机等行业。

技术特性
综合降噪设计可降低噪声13dB（A），转矩脉动小于2%-5%。

专利情况获国家发明和实用新型专利。

技术水平省级鉴定，评价为国际先进。

经济效益
低噪声电机产品应用场合极为广泛。

潜在的经济效益每年可达数千万。

合作方式
技术转让、技术咨询、技术开发、技术服务、技术入股、合资合作等。

基于Matlab的永磁同步电机矢量控制系统仿真研究

基于Matlab的永磁同步电机矢量控制系统仿真研究一、本文概述随着电机控制技术的快速发展，永磁同步电机（PMSM）因其高效率、高功率密度和优良的调速性能，在众多工业领域得到了广泛应用。

为了充分发挥永磁同步电机的性能优势，需要对其进行精确的控制。

矢量控制作为一种先进的电机控制策略，能够实现对电机转矩和磁链的独立控制，从而提高电机的动态和稳态性能。

对基于Matlab的永磁同步电机矢量控制系统进行仿真研究，对于深入理解电机控制原理、优化控制系统设计以及推动电机控制技术的发展具有重要意义。

本文旨在通过Matlab仿真平台，构建永磁同步电机的矢量控制系统模型，并对其进行仿真分析。

文章将介绍永磁同步电机的基本结构和工作原理，为后续的控制系统设计奠定基础。

接着，将详细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。

在此基础上，文章将构建基于Matlab的永磁同步电机矢量控制系统仿真模型，并对其进行仿真实验。

通过对仿真结果的分析，文章将评估矢量控制策略在永磁同步电机控制中的应用效果，并探讨可能的优化措施。

二、永磁同步电机的基本原理和特性永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）是一种利用永久磁铁作为转子励磁源的同步电机。

其工作原理主要基于电磁感应定律和电磁力定律，结合现代电力电子技术和先进的控制理论，实现了对电机的高性能控制。

永磁同步电机的核心构造包括定子绕组和永磁体转子两大部分。

定子绕组与交流电源相连，通入三相对称电流后会产生旋转磁场，类似于异步电机中的定子磁场。

不同于异步电机的是，PMSM的转子上镶嵌有高性能稀土永磁材料，这些永磁体在电机运行时不需外部电源励磁，即可产生恒定的磁场。

当定子旋转磁场与转子永磁磁场相互作用时，便会在电机内部形成一个合成磁场，从而驱动转子跟随定子磁场同步旋转。

高效节能：由于取消了传统同步电机所需的励磁绕组和励磁电源，永磁电机减少了励磁损耗，效率通常能达到90以上，尤其在宽负载范围内保持较高的效率水平。

基于DSP的永磁同步电动机模糊PI矢量控制系统的研究的开题报告

基于DSP的永磁同步电动机模糊PI矢量控制系统的研究的开题报告1. 研究背景和意义永磁同步电动机以其高效率、高性能、高可靠性等优点，被广泛应用于各种工业控制和动力系统中。

但是，永磁同步电动机的控制技术是一个非常复杂的问题。

传统的PID控制方法在控制永磁同步电动机时面临困难，因为永磁同步电动机的非线性特性、时变特性和不确定性都会影响控制性能。

因此，开发一种高性能控制策略是控制永磁同步电动机的一个重要研究方向。

基于DSP的模糊PI矢量控制方法被广泛应用于永磁同步电动机控制，它具有较好的控制性能和适应性，能够克服永磁同步电动机时变特性和不确定性，提高系统的动态响应和稳态精度。

因此，本研究旨在探索基于DSP的永磁同步电动机模糊PI矢量控制系统，提高永磁同步电动机的控制性能和系统效率。

2. 研究内容本研究的主要工作内容包括：（1）永磁同步电动机的数学模型建立。

根据永磁同步电动机的物理特性，建立其状态空间模型和dq坐标系模型。

（2）模糊PI矢量控制策略的设计。

设计基于DSP的模糊PI矢量控制算法，通过模糊推理和PI控制器的结合，实现对永磁同步电动机的控制。

（3）基于DSP的永磁同步电动机控制系统的建立。

利用TI的控制芯片，实现永磁同步电动机的控制系统建立及相关功能的实现。

（4）控制系统实现与仿真分析。

通过MATLAB/Simulink进行DSP 程序的开发，实现永磁同步电动机模糊PI矢量控制系统。

（5）系统性能评估。

对模拟实验结果进行系统性能评估，验证系统的性能和有效性。

3. 研究计划本研究的具体计划如下：第一年：完成永磁同步电动机的数学模型建立和模糊PI矢量控制策略的设计，并进行仿真验证。

第二年：进行基于DSP的永磁同步电动机控制系统的建立和系统实现与仿真分析。

第三年：对系统进行实验验证，并对系统效果进行性能评估。

4. 研究成果本研究的预期成果包括：（1）永磁同步电动机的数学模型建立以及模糊PI矢量控制算法的设计与验证。

永磁同步电动机矢量控制的研究与分析

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电压控制PMSM驱动系统的设计与研究

电压控制PMSM驱动系统的设计与研究交流电机是现代工业中应用广泛的一种电机类型，其中PMSM（永磁同步电机）以其高效、节能的特点在新能源汽车和工业中成为热门选择。

为了提高PMSM的控制精度和系统稳定性，电压控制PMSM驱动系统已经成为研究的焦点之一。

本文将探讨电压控制PMSM驱动系统的设计和研究。

一、PMSM的控制结构在电压控制PMSM驱动系统中，电机控制器系统是关键组成部分，具有控制精度、反应速度和系统稳定性的重要影响。

PMSM的控制可以通过三种方式实现：感应电压控制、直接转矩控制和矢量控制。

在这三种控制方式中，矢量控制被广泛应用于PMSM的控制中。

矢量控制是一种基于旋转坐标系的控制方法，它将PMSM变为一个等效的直流电机。

在矢量控制中，控制器可以根据电机的运作状态，调整电机相电流和磁通方向，从而控制电机运行。

由于矢量控制的控制精度高、响应速度快、控制效果好等优势，已经成为PMSM控制的主流。

二、电压控制电压控制是一种常见的电机控制方式，它可以精确调节电机的电压和电流，从而实现电机的精确控制。

在PMSM驱动系统中，电压控制技术充分利用了电气特性，通过提高电压、调节电流等方式控制电机转速和输出功率。

在电压控制PMSM驱动系统中，开环电压控制和闭环电压控制是两种常用的控制方式。

开环电压控制是指控制器输出电压直接作用于电机，但是其存在鲁棒性差、易受工作环境影响等缺点。

闭环电压控制是指在控制过程中采集电机的输出信号，通过反馈控制的方式调节控制器输出电压，其稳定性和控制精度都比开环电压控制更好。

三、电流控制电流控制是一种基于电机运转特性的控制方式，通过调节电机的相电流大小和相位差，实现控制电机的力矩、速度和功率等性能。

在PMSM驱动系统中，电流控制通常采用闭环控制方式，其优化控制方法包括PID控制、模型预测控制等。

PID控制是一种广泛采用的电机控制方法，其调节过程中通过调整比例系数、积分系数和微分系数等参数，优化控制系统性能，从而实现电机控制。

大功率永磁同步电机的减振降噪控制方法研究

大功率永磁同步电机的减振降噪控制方法研究于洋;苑利维;魏思维;汪远银【摘要】In the application of high-power field,high-power permanent-magnet synchronous motor (PMSM) servo system was forcing the problem of high-frequency vibration caused by switching frequency.In order to minimize current harmonics of driver,clarified the theme from four aspects.Firstly,power spectrum density(PSD) of random space vector pulse width modulation was analyzed.Secondly,it elaborated the mechanism of vibration damping and denoising,using RSVPWM and sinusoidal wave filter respectively.Thirdly,the simulation model based on MATLAB of serve system was established.The effectiveness of RSVPWM and sinusoidal wave filter was simulated.Fourthly,the two methods were conducted in experiments.Simulation and experimental results indicated that both methods could reduce harmonic,reduce the high frequency vibration of the PMSM.%大功率永磁同步电机伺服系统在一些大功率领域的应用中,面临着因开关频率所造成的高频振动问题.为了将驱动器输出的电流谐波抑制到最小,首先对随机空间矢量脉宽调制(RSVPWM)进行功率谱密度分析,阐述了RSVPWM和正弦波滤波器的减振降噪机理,并对正弦波滤波器的参数进行了分析.建立了基于MATLAB的系统仿真模型,并在该模型的基础上对RSVPWM和正弦波滤波器的抑制谐波效果进行了仿真与试验分析.仿真及试验结果均表明,两种方法均可以将驱动器的高频谐波降低,从而减小电机的高频振动.【期刊名称】《电机与控制应用》【年(卷),期】2017(044)001【总页数】6页(P77-82)【关键词】谐波抑制;正弦波滤波器;随机空间矢量脉宽调制;永磁同步电机【作者】于洋;苑利维;魏思维;汪远银【作者单位】北京精密机电控制设备研究所,北京100076;北京精密机电控制设备研究所,北京100076;北京精密机电控制设备研究所,北京100076;北京精密机电控制设备研究所,北京100076【正文语种】中文【中图分类】TM351随着大功率永磁同步电机伺服系统应用领域的不断拓展，控制驱动器的性能在不断提升，同时，电机的振动和噪声也得到重视，尤其针对一些特殊场合中的应用。

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