复合励磁同步电动机及其控制策略的研究

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永磁同步电动机控制策略及应用研究综述_张宏宇

中图分类号:TM 341 TM 351 文献标志码:A 文章编号:1001-6848(2008)04-0069-05永磁同步电动机控制策略及应用研究综述张宏宇,闫镔,陆利忠(信息工程大学,郑州 450002)摘要:分别阐述了经典控制策略、现代控制策略、智能控制策略和复合控制策略的原理及其在永磁同步电机伺服系统中的应用,分析了各种控制策略的优缺点,展望了发展趋势。

关键词:永磁同步电动机;控制策略;智能控制;发展趋势Control Strategy and Application R evie w of Per m anentM agnet SynchronousM otorZ HANG H ong -yu,YAN B in ,LU L-i zhong(Infor m ati o n Eng i n eer i n g Un i v ersity ,Zhengzhou 450002,China)Abst ract :In th is paper ,the contro l strategy of the per m anent m agnet synchronous m oto r (P M S M )w ere i n tr oduced firstly ,Then the t h eory and app lication of the contro l field of the P M SM servo syste m,respecti v e l y throught the classic contro,l t h e m odern contr o ,l the intelligent con tro l and the co m positi v econtro lw ere explained ,analysed the ir m erits and dra wbacks and gave out the f u ture trends in the con tro lsche m es o f P M S M.K eywords :Per m anent m agnetsynchronous m otor ;Controlstra tegy ;I nte lli g entcontro;lDevelopm en t trend收稿日期:2007-07-24基金项目:河南省自然科学基金项目(061102400)0 引言永磁同步电动机通常指反电动势为正弦波的永磁无刷同步电机[36]。

永磁同步电机及其控制策略

永磁同步电机及其控制策略永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）是一种采用永磁体作为励磁源的同步电机。

与传统的感应电机相比，PMSM具有高效率、高功率密度、高转矩性能、快速响应等优点，因此在各个领域都有广泛的应用。

PMSM的控制策略主要包括直接转矩控制（Direct Torque Control，DTC）、矢量控制和基于模型的预测控制等。

其中，DTC是一种基于磁链和电流控制的直接控制策略，能够实现对转矩和磁链的直接控制，具有响应快、动态性能好等优点。

矢量控制是一种基于dq轴变换的控制策略，能够实现对转矩和磁链的独立控制，具有良好的静态和动态性能。

基于模型的预测控制是一种基于模型预测理论的控制策略，通过对电机状态和参数的预测来实现最优的控制效果，具有高精度、高动态性能等优点。

在PMSM的控制中，需要对其运行状态进行测量和估计。

常用的测量方法包括霍尔传感器、编码器等，通过测量转子位置和速度来实现对转矩和磁链的控制。

除了测量外，还可以通过模型预测方法对转子位置和速度进行估计，从而实现无传感器控制。

永磁同步电机的控制策略研究中，还涉及到了电流控制和转子位置估计等技术。

电流控制是指对电机的电流进行控制，常用的方法有hysteresis control、sliding mode control等。

转子位置估计是指通过一些辅助手段如电流、电压等，对转子位置进行估计，从而实现对电机的控制。

在实际应用中，PMSM的控制策略需要根据具体的应用场景进行选择和调整。

例如，在电动车和风力发电等需要大转矩起动的应用中，可以采用DTC策略；在电梯和工业机械等速度要求高的应用中，可以采用矢量控制策略；在无传感器控制及高动态性能要求的应用中，可以采用基于模型的预测控制策略。

综上所述，永磁同步电机及其控制策略是以永磁体作为励磁源的同步电机，具有高效率、高功率密度、高转矩性能、快速响应等优点。

同步电动机启动原理与励磁系统分析

同步电动机启动原理与励磁系统分析摘要：对于同步电动机而言，它的起动方法有好几种，例如：辅助电动机起动法、变频起动法和异步起动法。

而异步起动法就是同步电动机在转子上装有类似感应电动机笼型绕组的起动绕组（即阻尼绕组），电动机转子由磁极冲片叠片而成的磁极、圆筒磁轭等组成，磁极设有横、纵阻尼绕组。

当电动机接通电源后，便能产生异步转矩起动电动机到接近同步转速，然后设法将电动机牵入同步。

大多数同步电动机都是采用此方法起动的。

本文对同步电动机启动原理与励磁系统进行分析，以供参考。

关键词：同步机；启运原理；励磁分析引言压缩空气储能（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ-Ａｉｒ-Ｅｎｅｒｇｙ-Ｓｔｏｒａｇｅ，ＣＡＥＳ）是一种具有储能容量大、使用周期长、响应速度快等优点的大规模储能技术方案，同时较电池储能更加安全可靠，较抽水蓄能不那么依赖于地理环境，近年来引起国内外大型企业及研究机构的高度关注，国内也相继建成多个集成示范项目。

其中压缩空气储能环节，因为压缩机空气流量及出口压力一般都比常规压缩机要大很多，及在项目装机容量和建设规模的要求，所以一般选择大型同步电动机作为压缩机的驱动。

同时，同步电动机也以其优异的功角特性及良好的性能在动力拖动中有着广泛的应用。

1永磁同步电动机控制方法简述永磁同步电动机控制方法主要采用变频调速方法。

交流电动机的变频调速系统主要控制形式分为开环控制和闭环控制。

比较2种控制方式，因永磁同步电动机在开环控制方式下无法将电机转子位置信号和电机运行的实际速度信号作为实时反馈信号，易出现电机运行失步和突然停车等问题，从而造成永磁同步电动机退磁故障，所以开环控制的变频调速系统并不适用于永磁同步电动机。

为精确得到电机的转子位置信息和电机运行速度信息，实现永磁同步电动机的闭环控制，目前主要采用的方法是在电机的转轴上安装高精度的传感器。

其中，电梯行业常见的传感器主要为光电编码器来检测电机的转子位置信息和电机转速。

FOC控制是一种使用变频器来控制三相交流电机的技术。

永磁同步电机控制策略研究及仿真

永磁同步电机控制策略研究及仿真一、本文概述永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）因其高效率、高功率密度、良好的控制性能等特点，在工业、交通、家电等领域得到了广泛应用。

随着电力电子技术和控制理论的发展，对PMSM的控制策略的研究也日益深入，旨在实现电机的高性能、高效率和可靠性。

本文主要针对永磁同步电机的控制策略进行研究和仿真分析。

本文首先对永磁同步电机的基本原理和控制方法进行了综述，包括电机结构、运行原理、数学模型等，为后续控制策略的研究奠定了基础。

详细讨论了几种常见的PMSM控制策略，如矢量控制（Vector Control）、直接转矩控制（Direct Torque Control, DTC）、模型预测控制（Model Predictive Control, MPC）等，分析了各种控制策略的优缺点及其适用场合。

接着，本文针对某特定应用背景，提出了一种改进的PMSM控制策略。

该策略在传统控制方法的基础上，引入了先进的控制算法和优化技术，旨在提高系统的动态性能、稳态性能和抗干扰能力。

本文还通过仿真实验，验证了所提控制策略的有效性和优越性。

二、永磁同步电机基本原理与特点永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）是一种利用永磁体作为磁场源，实现电能与机械能相互转换的装置。

其基本原理基于电磁感应和磁场相互作用，通过控制定子电流产生的磁场与转子永磁体磁场之间的相互作用，实现电机的旋转运动。

高效率：由于使用永磁体作为磁场源，无需额外的励磁电流，因此电机在运行时具有较低的损耗和较高的效率。

高功率密度：永磁体的使用使得电机能够在较小的体积内实现较高的功率输出，适用于需要紧凑设计的应用场景。

良好的调速性能：通过控制定子电流的频率和相位，可以实现对PMSM的精确速度控制，满足宽范围调速的需求。

低维护成本：永磁体通常具有较高的磁能积和稳定性，使得电机在运行过程中无需频繁更换磁极，降低了维护成本。

电气工程及其自动化专业毕业论文参考题目

电气工程及其自动化专业毕业论文参考题目1.无刷双馈电机的功率因数控制2.基于Matlab的无刷双馈电机建模与仿真3.复合励磁同步发电机励磁控制系统4.新型混合型有源电力滤波器的研究5.TCR型SVC控制系统6.某电厂卸船机供电系统滤波器设计7.复合励磁稀土永磁同步发电机的研究8.稀土永磁直流无刷电机设计研究9.盘式永磁同步发电机在风力发电中的开发与应用10.基于DSP的交流不间断电源的研究11.基于DSP的无刷直流电机控制系统研究12.基于DSP的异步电动机直接转矩控制系统的研究13.平衡变压器的优化设计14.某型号电力变压器的电磁场分析15.基于DSP的有源电力滤波器的设计16.基于DSP的混合电力滤波器的设计17.低噪声电机设计18.永磁同步电动机数字化调速系统的研究19.并联混合型有源电力滤波器的设计20.超高压远距离输电线路的无功补偿21.配电网高压无功调节装置的设计与优化22.磁阀式可控电抗器的设计23.变频空调系统的电气设计24.三相感应电动机调速系统的建模与仿真25.复合励磁多相同步调速电动机的研究与设计26.变压器型可控电抗器的设计27.静止无功补偿器的模型与分析28.交流异步电力测功机系统的仿真分析29.直驱型风力发电系统中机侧变流器的设计与仿真30.直驱型风力发系统电网侧变流器的设计与仿真31.调磁路式可控电抗器的仿真32.调电路式可控电抗器的设计与仿真33.变速恒频双馈风力发电系统的设计与仿真34.大型风力发电机组变桨控制器的一种新型直流电源系统35.兆瓦级风力发电电伺服独立变桨控制系统的设计36.一种新型直驱型风力发电系统电池管理装置的设计37.无刷交流励磁机电磁计算程序研究38.2.5MW永磁风力发电机的机械计算39.兆瓦级风力发电机组变桨控制算法的研究40.某幢办公楼的电气部分设计41.某柴油机厂配电变电所电气系统设计42.电机学实践教学改革探讨43.太阳能光伏技术与应用44.太阳能电热联用系统研究45.永磁直流电机温度场分析46.基于ANSYS永磁同步发电机的电磁分析47.基于ANSYS软件的电磁阀关键参数的仿真与分析48.基于ANSYS的盘式永磁同步电动机转子的结构分析49.电力电子技术在电力系统中的应用50.交流励磁发电机及其励磁电源的控制策略研究51.双PWM变换器励磁的交流励磁发电机励磁系统设计52.变速恒频双馈风力发电机交流励磁电源研究53.大型水轮发电机组及其自动控制54.永磁同步电动机CAD系统设计55.基于三电平逆变器的永磁同步电机控制策略研究56.高层办公建筑供配电系统设计57.电动车用同步电动机和控制系统的研究和设计58.太阳能光伏并网逆变器的研究59.基于DSP的永磁电机驱动器设计60.基于轻型直流输电风电场关键技术的研究。

永磁同步电机的调速控制研究与探讨

永磁同步电机的调速控制研究与探讨摘要:永磁同步电机相对于其它电机而言有着优异的性能，能够在石油、煤矿、大型工程机械等比较恶劣的工作环境下运行,这不仅加速了永磁同步电机取代其它电机的速度，同时也为永磁同步电机的发展提供了广阔的空间。

目前，永磁同步电机（pmsm）以其高功率密度、高性价比等独特优点受到国内外的普遍重视，因此，对永磁同步电机的调速控制研究具有非常重要的意义。

论文首先介绍了永磁同步电机的各种控制策略，接着分析了永磁同步电机的结构及其特点。

然后从矢量控制理论出发，重点分析了永磁同步电机的数学模型，并在此基础上，探讨了空间电压矢量控制方法。

关键词：调速控制系统;空间矢量控制;永磁同步电机中图分类号：tm3文献标识码： a 文章编号：1永磁同步电机的结构及其特点1.1永磁同步电机概述永磁同步电机的转子采用高性能的稀土永磁材料，使得电机尺寸减小；由于发热主体在定子侧，散热也比较容易；同时，其结构简单、效率和功率因素高及输出转矩大等特点，这些优点使得永磁同步交流伺服系统已成为现代伺服系统的主流，在很多驱动领域己经取代直流电机。

1.2永磁同步电机的结构永磁同步电机是用装有永磁体的转子取代绕线式同步电动机转子中的励磁绕组，从而省去了励磁线圈、滑环和电刷以电子换向器，实现无刷运行。

pmsm的定子与绕线式同步电动机基本相同，要求输入定子的电流仍然是三相正弦的，所以称为三相永磁同步电机。

永磁同步电机的定子是电枢绕组，转子是永磁体。

就整体结构而言，永磁同步电机可以分为内转子和外转子式；就磁场方向来说，有径向和轴向磁场之分；就定子的结构而论，有分布绕组和集中绕组以及定子有槽和无槽的区别。

1.3永磁同步电机的特点虽然永磁同步电动机转子结构差别较大，但由于永磁材料的使用，永磁同步电机具有如下共同的特点：（1）、体积小、质量轻。

（2）、功率因数高、效率高，节约能源。

（3）、磁通密度高、动态响应快。

（4）、可靠性高。

（5）、具有严格的转速同步性和比较宽的调速范围。

永磁同步电机弱磁控制的控制策略研究【范本模板】

永磁同步电机弱磁控制的控制策略研究摘要永磁同步电机是数控机床、机器人控制等的主要执行元件，随着稀土永磁材料、永磁电机设计制造技术、电力电子技术、微处理器技术的不断发展和进步，永磁同步电机控制技术成为了交流电机控制技术的一个新的发展方向。

基于它的优越性，永磁同步电机获得了广泛的研究和应用.本文对永磁同步电机的弱磁控制策略进行了综述，并着重对电压极限椭圆梯度下降法弱磁控制、采用改进的超前角控制弱磁增速、内置式永磁同步电动机弱磁控制方面进行了调查、研究。

关键词：永磁同步电机、弱磁控制、电压极限椭圆梯度下降法、超前角控制、内置式永磁同步电动机一、永磁同步电机弱磁控制研究现状1．永磁同步电机及其控制技术的发展任何电机的电磁转矩都是由主磁场和电枢磁场相互作用产生的。

直流电机的主磁场和电枢磁场在空间互差90°电角度，因此可以独立调节;而交流电机的主磁场和电枢磁场互不垂直，互相影响。

因此，交流电机的转矩控制性能不佳。

经过长期的研究，目前交流电机的控制方案有:矢量控制、恒压频比控制、直接转矩控制等[1]。

1．1 矢量控制1971年德国西门子公司F．Blaschke等与美国P．C．Custman等几乎同时提出了交流电机磁场定向控制的原理,经过不断的研究与实践，形成了现在获得广泛应用的矢量控制系统。

矢量控制系统是通过坐标变换，把交流电机在按照磁链定向的旋转坐标系上等效成直流电机,从而模仿直流电机进行控制，使交流电机的调速性能达到或超过直流电机的性能。

1．2 恒压频比控制恒压频比控制是一种开环控制,它根据系统的给定，利用空间矢量脉宽调制转化为期望的输出进行控制，使电机以一定的转速运转。

但是它依据电机的稳态模型，从而得不到理想的动态控制性能。

要获得很高的动态性能，必须依据电机的动态数学模型，永磁同步电机的动态数学模型是非线性、多变量，它含有角速度与电流或的乘积项，因此要得到精确控制性能必须对角速度和电流进行解耦。

混合励磁同步电机调速系统的控制策略

区、低速增磁调速区及高速弱磁调速区的调速特性，与ＰＳ调速系统进行了仿真比较。结果并ＭＭ
表明，ＥＭ调速系统比ＰＭ调速系统具有更高的恒转矩输出和更宽的恒功率运行范围，ＨＳＭＳ且增磁励磁电流给定通道的调节能提高电机动态响应速度。关键词：混合励磁；同步电机；数学模型；制策略；真控仿
杨成峰，林鹤云，刘细平
（东南大学电气工程学院，江苏南京２０９）１０６
摘
要：为了研究混合励磁同步电机（Ｓ调速系统的有效控制策略，导出ＨＳ在ｄＯ坐ＨＥＭ）推ＥＭｑ
标系统下的数学模型，设计了基于矢量控制的ＨＳ调速系统，出了ＨＥＭ调速系统的分区控ＥＭ提Ｓ制策略及其实现方法。采用ＭＡＩ，Ｂ软件下的ＳｍｌｋＰＢ工具箱，立了ＨＳ调速系统的仿１ｉｕｉ／Ｓｎ建ＥＭ真模型，并根据不同目的要求，计了不同的仿真方法，析了ＨＳ调速系统在低速标准调速设分ＥＭ
ａｄｔｅｓｕａｉｎｌｓ，ｉｅｓｌｉｏｐｒｏｉｅＰＳ（ｅｎｅｔａｎｔｙｃｒ— ｎｉｌｔｎａａｉｗｔｔｉａｏｃｍａｓｎｗｔｔＭＭｐｒｈｍｏｙｓｈｈｍｕｔｎｉｈｈｍａｎｍｇｅｎｈｏｓ
ｅｔｂｉｅ．Ａｃｒｉｇｔｑｉｅｎｓｏｉｅｎｕｐｓｓｉｅｅｔｓｍｕａｉｎｍｅｏｓａｅｄｓｇｅｓｌｈｄａｓｃｏｄｎｏｒｕｒｍｅｔｆｄｆｒｔｐｒｏｅ，ｄｆｒｎｉｌｔｔｄｒｅｉｎｄ，ｅｅｏｈ

永磁同步电机的参数辨识及控制策略研究

永磁同步电机的参数辨识及控制策略研究永磁同步电机的参数辨识及控制策略研究摘要：本文主要研究了永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）的参数辨识和控制策略。

首先，介绍了PMSM的基本原理和特点，包括结构、工作原理以及在工业应用中的优势。

然后，详细讨论了PMSM的参数辨识方法，包括利用电流响应模型和转矩-电流模型进行参数辨识的理论和实践，并对辨识结果进行分析和评价。

接下来，针对辨识得到的参数，提出了一种基于磁链反馈的控制策略，包括速度闭环控制和电流控制，通过实验验证了该控制策略的有效性和可行性。

最后，总结了本文的研究内容，指出了进一步研究的方向和重要性。

关键词：永磁同步电机，参数辨识，控制策略，磁链反馈 1. 引言永磁同步电机是一种采用永磁体作为励磁源的同步电动机，由于其高效率、高功率密度、高转矩性能以及无需外界励磁等优点，在工业应用中得到越来越广泛的应用。

然而，PMSM的性能和效果很大程度上依赖于其控制策略和参数辨识的准确性。

因此，如何准确辨识PMSM的参数，并设计出有效的控制策略成为了研究的重点。

2. PMSM的参数辨识方法2.1 电流响应模型辨识方法电流响应模型辨识方法是一种常用的PMSM参数辨识方法，其基本思想是利用系统的电流响应特性来辨识其参数。

具体而言，通过施加阶跃电压，测量电路中的电流响应曲线，并利用曲线拟合算法得到PMSM的相关参数。

该方法具有辨识过程简单、实验装置简便的优点，但在实际应用中受到噪音、谐波干扰等因素的影响，辨识结果不够精确。

2.2 转矩-电流模型辨识方法转矩-电流模型辨识方法是另一种常用的PMSM参数辨识方法，其基本思想是通过测量PMSM在不同电磁转矩下的电流来辨识其参数。

具体而言，通过施加不同转矩和电压，测量电流曲线，并利用曲线拟合算法来计算得到PMSM的相关参数。

该方法相对于电流响应模型辨识方法具有更高的精确性和准确性，但其实验过程较为复杂，需要较高的实验设备和技术要求。

同步电动机转矩控制策略

同步电动机转矩控制策略同步电动机是一种高效、可靠的电机，广泛应用于工业生产中。

在控制同步电动机的转矩时，需要采取合适的控制策略，以保证其正常运行和高效能输出。

本文将介绍同步电动机转矩控制策略的相关知识。

一、同步电动机基本原理同步电动机是一种既可以作为发电机使用，又可以作为驱动器使用的电机。

其基本原理是利用交流磁场与转子磁场相互作用产生转矩，使转子旋转。

同步电动机由定子和转子两部分组成。

定子上有三个相位的线圈，通过外部交流源供给三相交流电压，形成旋转磁场。

而转子则由恒定强度的永磁体或者励磁线圈组成。

在运行过程中，当定子上的线圈通入三相交流电压后，在空间中形成一个旋转磁场。

此时，在转子上也会感应出一个旋转磁场，并且这个旋转磁场与定子中的旋转磁场保持同步运行。

由于两个旋转磁场之间存在相对运动，因此在转子上就会产生一个旋转力矩，使其旋转起来。

当转子的旋转速度与定子中的旋转磁场同步时，称为同步速度。

二、同步电动机的控制策略同步电动机的控制策略主要包括两种：励磁控制和电流控制。

1. 励磁控制励磁控制是指通过改变同步电动机的励磁电流大小和相位来实现对其输出转矩的控制。

在实际应用中，通常采用调节励磁电流大小来实现对同步电动机输出转矩的调节。

具体来说，当需要增大同步电动机输出转矩时，可以通过增大其励磁电流来实现。

而当需要减小其输出转矩时，则可以通过降低其励磁电流来实现。

此外，在某些情况下，也可以通过改变励磁相位角来实现对输出转矩的调节。

2. 电流控制电流控制是指通过改变同步电动机定子线圈中的电流大小和相位来实现对其输出转矩的控制。

在实际应用中，通常采用调节定子线圈中的电流大小和相位来实现对同步电动机输出转矩的调节。

具体来说，当需要增大同步电动机输出转矩时，可以通过增大其定子线圈中的电流大小来实现。

而当需要减小其输出转矩时，则可以通过降低其定子线圈中的电流大小来实现。

此外，在某些情况下，也可以通过改变定子线圈中的电流相位角来实现对输出转矩的调节。

永磁同步电动机控制策略

永磁同步电动机控制策略综述1 引言近年来，随着电力电子技术、微电子技术、新型电机控制理论和稀土永磁材料的快速发展，永磁同步电动机得以迅速的推广应用。

永磁同步电动机具有体积小，损耗低，效率高等优点，在节约能源和环境保护日益受到重视的今天，对其研究就显得非常必要。

因此，这里对永磁同步电机的控制策略进行综述，并介绍了永磁同步电动机控制系统的各种控制策略发展方向。

2 永磁同步电动机的数学模型当永磁同步电动机的定子通入三相交流电时，三相电流在定子绕组的电阻上产生电压降。

由三相交流电产生的旋转电枢磁动势及建立的电枢磁场，一方面切割定子绕组，并在定子绕组中产生感应电动势；另一方面以电磁力拖动转子以同步转速旋转。

电枢电流还会产生仅与定子绕组相交链的定子绕组漏磁通，并在定子绕组中产生感应漏电动势。

此外，转子永磁体产生的磁场也以同步转速切割定子绕组，从而产生空载电动势。

为了便于分析，在建立数学模型时，假设以下参数[2-3]：② 忽略电动机的铁心饱和；②不计电机中的涡流和磁滞损耗；③定子和转子磁动势所产生的磁场沿定子内圆按正弦分布，即忽略磁场中所有的空间谐波；④各相绕组对称，即各相绕组的匝数与电阻相同，各相轴线相互位移同样的电角度。

在分析同步电动机的数学模型时，常采用两相同步旋转（d ，q ）坐标系和两相静止（α，β）坐标系。

图1 给出永磁同步电动机在（d ，q ）旋转坐标系下的数学模型[4]。

(1) 定子电压方程为：d d d q f u p ri ψψω=+- （1） q q q d f u p ri ψψω=++ （2）式中：r 为定子绕组电阻；p 为微分算子，p=d/dt ；d i ，q i 为定子电流；d u ，q u 为定子电压；d ψ，q ψ分别为磁链在d ，q 轴上的分量；f ω为转子角速度（ω=f ω p n ）；p n 为电动机极对数。

(2)定子磁链方程为：d d d f L i ψψ=+ （3）q q q L i ψ= （4）式中：f ψ为转子磁链。

同步磁阻电机及其控制技术的发展和应用

同步磁阻电机及其控制技术的发展和应用摘要:本文简单介绍了同步磁阻电机（SynRM)的运行原理。

追溯同步磁阻电机的发展历史，总结了同步磁阻电机的结构和运行特点。

根据同步磁阻电机的特点结合目前国内外研究现状讨论了同步磁阻电机现有的几种高性能控制方法.最后根据同步磁阻电机当前的研究进展结合其取得的优越性能介绍了其在电动汽车和高速发电等领域的应用.关键词:同步磁阻电机1同步磁阻电机的原理SynRM 运行原理与传统的交、直流电动机有着根本的区别，它不像传统电动机那样依靠定、转子绕组电流产生磁场相互作用形成转矩,而遵循磁通总是沿着磁阻最小路径闭合的原理，通过转子在不同位置引起的磁阻变化产生的磁拉力形成转矩。

SynRM 在dq 轴系下的电压、磁链、电磁转矩和机械运动方程为：电压方程：（1）磁链方程：（2)电磁转矩方程：(3）Ld、Lq为绕组d、q轴电感;Rs为定子绕组相电阻；ωr为转子电角速度;为定子d、q 轴磁链，为电机极对数;β为电流综合矢量与d轴之间的夹角[1]。

2同步磁阻电机的发展历史早在二十世纪二十年代Kostko J K等人提出了反应式同步电机理论［2］，M．Doherty 和Nickle 教授提出磁阻电机的概念，此后国外关于许多专家和学者对同步磁阻电机的的能、转子结构和控制方法进行较深入研究。

早期的同步磁阻电机由一个无绕组凸级转子和一个与异步电机类似的定子组成。

在转子轭q轴方向加上两道气隙，以增加q 轴磁阻。

利用d -q 轴的磁阻差来产生磁阻转矩。

转子周边插上鼠笼条以产生异步起动转矩。

然而，由于该异步转矩的作用, 又将引起转子震荡而难以保证电机正常运行。

六十年代初, 出现了第二代同步磁阻电机它利用块状转子结构来增加d-q 轴磁阻差，同时不用鼠笼条来起动转矩, 而直接靠逆变器变频来起动，从而减轻了转子震荡现象[3]。

然而, 为产生足够的磁阻转矩, 需要定子侧有较大的励磁电流, 致使该电机功率因素和效率都很低，从而影响了该种电机的推广使用。

复合励磁同步调速电动机的研究

向安装，共用一个电枢绕组。本文对这种电动机的结构特点、工作原理、电磁设计进行了分析。通过实验表明，这种电动机具有过载能力强，在满足转矩要求下有较宽的调速范围，可靠性和稳定性好等特点。［关键词】调速电动机；复合励磁；辅助电励磁
［中图分类号］Ｍ３Ｔ２［文献标识码］Ａ［文章编号］１０－９３（０７）０．ｏ４ｏ００３８２０１３＿３０
航空航天等各种不同的领域。
图１复合励磁同步调速电动机的基本结构简图
Ｋｅｏｄ：ａｊｓｂｅｓｅｄｍｏｏ；ｈｂｄｅｃｔｏ；ｅｅｔｃｅｃｔｏｒｙｗｒｓｄｕｔｌｐｅｔａ・ｒｙｒｉｔｎｌｒｉｔｎａｔｉｘａｉｃｉｘａｉｐ
所示。它由永磁体部分和电励磁部分组成，两部分共用一个电枢，电机的定子结构和传统的电励磁电机定目，前永磁同步电动机在军事、航空、航天等领子结构相同。转子的辅助电励磁部分采用爪极式结构，域的应用日益广泛，但是对于稀土永磁同步电动机，与永磁体部分同轴向。由于它采用的是稀土永磁材料励磁，气隙磁通基本保持恒定。电机在基速以下运行时，在短时间内难以达到较高的转矩，过载能力低，要保持恒转矩运行也比较困难；在基速以上运行时，难以实现高速恒功率运
ｗｈｃａｏｖｗｏｐｏｅ．ｅｉｏｒａｉｅｔｅｌｒｅｏｔｔｏｑｅｗｈｅｈｐｅｔｅｍｏｏｉｈｃｎｓｌｅｔｒｂｌｍｓＯｎｓｔｅｌａｇｕｐｕｒｕｚｈｔｎｔｅｓｅｄｏｈｔｆｒｉｏｓｌｗ，ｔｅｏｅｓｔｅｌｅｔｏｓｎｕｐｕｏｒｗｈｎｔｅｓｅｓｈｇｈｔｒｉｏｒａｉｈｃｎｔｔｏｔｔｐｗｅｅｐｅｄｉｈ．Ｔｈｏｏａｗｏｈｚｅａｈｉｅｒｔｈｓｔｒｐｒｓｈｅｐｒａｔ，ｔｅｍａｎｎｔｍｇｔｐｒｎｅｅｅｔｉｘｉｔｏａｔｗｈｃａｅｔａｘｓｄｒｔｏｎｅａｎｅａｔａｄｔｌｃｒｃｅｃｔｉｎｐｒ，ｉｈｈｖｈｓｍｅａｉｉｅｉｈａｅｃ

同步电动机励磁原理与维护

微机控制。采用微处理器对励磁系统进行控制，可以实现更精确、快速的控制，提高电动机的性能和稳定性。
控制方式二
自动控制。通过传感器检测电动机的转速、电流等参数，自动调节励磁电流的大小，以适应负载的变化。
PART 03
同步电动机励磁系统的维护
REPORTING
WENKU DESIGN
日常维护与检查
励磁系统的组成
励磁系统通常由励磁绕组、励磁电源、调节器等部分组成。
工作原理
励磁绕组通过直流电源供电，产生磁场。调节器根据输入信号（如转速、电流等）调节励磁电流的大小，以控制磁场强度和电动机的输出。
励磁电流的控制方式
控制方式一
控制方式三
手动控制。通过调节器手动调节励磁电流的大小，适用于负载变化不大的情况。
经验总结
定期维护和优化励磁系统是保持同步电动机高效稳定运行的
关键。
案例三
应用背景
随着技术的发展，新型励磁系统在同步电动机中得到应用。
技术特点
新型励磁系统采用先进的数字控制技术，能够实现更精确的励磁电流控制，提高电机的性能和稳定性。
应用效果
新型励磁系统的应用显著提高了同步电动机的启动转矩和运行效率，减少了故障发生率。
状态匹配。
经验教训
定期对励磁系统进行维护和检查，确保可控硅等关键元件工
作正常。
案例二：某电厂励磁系统维护与优化实践
维护目标
某电厂为了提高同步电动机的运行效率和稳定性，对励磁系
统进行维护和优化。
优化效果
经过维护和优化，同步电动机的运行效率提高了10%，稳定性也得到了显著提升。
维护措施
定期清理和检查励磁系统中的灰尘和污垢，检查元件是否老化或损坏，调整励磁参数以优化电机性能。

电励磁同步电机无源性控制系统研究

Ｒ＋ＬｄＰｃＬｄｏ。ＬｄＰＬＰｄ
Ｏ
—
２同步电机欧拉．格朗日数学模型拉
同步电机在两相同步旋转ｄｑ坐标系下的电压方程和电磁转矩平衡方程如下所示 ¨ ：
ＬＰｄ
ｏｃＬｑ
ＬｄＰ
一ｃＬｑｏＬｍＰｑ００
ＲＱ＋ＬＱＰ
Ｒ４ｐ－￡。００
ＬｍＰｑ
ｏｃＬｄ
ｏｄｃＬＬｄｐ
Ｒｆ４Ｌｆ－ｐ
ＬｄＰ
０
ＲＤ＋ＬＤＰ
０
ＪＪ＋Ｄ —ｎ［ｉｏｏｃｐ｛ｄｄ＋￡ｄｉ＋ｉ）ｉｍ（ｆ。］ｑ一（。＋ｑ）ｄ￡ｑｍｉｉ｝ｉＱ＝一ＬＰ
第３２卷第３期
２１０３年７月
电工电能新技术
ＡｄａｃｄＴｅｈｎｌｇｆＥｌｃｒｃｌＥｎｇｎｅｉｎｄＥｎｒｙｖｎｅｃｏｏｙｏｅｔｉａｉｅｒｎｇａｅｇ
Ｖｏ．２，Ｎｏ３１３．
Ｊｌ０３ｕｙ２１
工作。
２８
电工电能新技术１“ ，３，平衡方程结合在一起，整并理可得同步电机ＥＬ形式的电气一机械系统方程，－
如下所示：
＝
（
．Ｌ
６
动惯量；机械阻尼系数；ＬＤ为Ｔ为负载转矩；ｐ极ｎ为对数－微分算子；为转子旋转角速度； “ 、；ｐ为ｏｃｎｑ“ 分别为定子ｄｑ轴电压和励磁电压；ｉ、。ｉ分、ｑｉｉ、Ｑｆ别为定子ｄｑ轴、、励磁和阻尼绕组ｄｑ轴电流。、

电励磁同步电动机直接转矩控制理论研究及实践

电励磁同步电动机直接转矩控制理论研究及实践一、概括本文围绕电励磁同步电动机（Electrically Excited Synchronous Motorm，EESM）的直接转矩控制（Direct Torque Control，DTC）展开理论研究和实践探讨。

随着电力电子技术的发展，电励磁同步电动机因其高效、响应速度快等优点在诸多工业领域得到了广泛应用，特别是风力发电、电动汽车等领域。

EESM的直接转矩控制通过采样电动机定子电流和转速，并运用先进的控制算法实时精确地控制电动机的转矩和磁场，实现对电动机运行状态的精确跟踪与优化。

本论文首先对直接转矩控制的原理框架及数学模型进行了详尽阐述，构建了系统的数学模型，为实际应用奠定了理论基础。

本文详细分析了控制系统的稳定性与性能，重点研究了在非线性负载和扰动情况下该控制系统能否持续有效，以及如何提高系统整体性能。

论文还提出了一种改进的控制策略，该方法在传统直接转矩控制方法的基础上进行优化，提高了控制精度和响应速度。

通过仿真实验和实际现场实验验证了所提控制策略的正确性和有效性。

实验结果表明，采用改进后的控制方法能使电励磁同步电动机实现更高效、更稳定的运行，对于特定负载条件具有更好的适应性。

本文针对电励磁同步电动机直接转矩控制进行深入研究与实践，证明了该控制方法的有效性与实用性，并为进一步优化和完善控制策略提供了理论支持。

1.1 研究背景与意义随着电力电子技术、微处理器技术和控制理论的飞速发展，电气传动系统正经历着前所未有的变革。

在众多的电气传动方式中，电励磁同步电动机（Electrically Excited Synchronous Motors, EESM）因其独特的性能和广泛的应用场景，成为了研究的热点。

特别是直接转矩控制（Direct Torque Control, DTC）作为一种高效的电机控制策略，在EESM中展现出了巨大的应用潜力。

尽管直接转矩控制具有诸多优点，如响应速度快、精度高、算法简单等，但在实际应用中仍面临着诸多挑战。

同步电动机及励磁

励磁系统的分类与特点
分类
励磁系统有多种分类方式，如按照调节方式可分为模拟式和数字式；按照控制对象可分为电压控制式和电流控制式；按照结构可分为旋转式和静止式。
特点
不同类型的励磁系统具有不同的特点和应用范围。例如，模拟式励磁系统具有结构简单、可靠性高的优点，但调节精度和响应速度相对较低；数字式励磁系统具有调节精度高、响应速度快、控制灵活等优点，但结构复杂、成本较高。
交通运输
新能源
在交通运输领域，励磁控制技术用于控制电气机车、地铁和动车的牵引电机，提高运行效率和安全性。
在风力发电和光伏发电等新能源领域，励磁控制技术用于控制发电机输出电压和频率，确保并网运行的稳定性和可靠性。
励磁控制技术的未来发展趋势
数字化和智能化
定制化和模块化
随着数字化和智能化技术的不断发展，励磁控制器将更加集成化和智能化，能够实现更加精准和快速的控制效果。
03
同步电动机励磁控制技术
励磁控制技术的发展历程
01
初始阶段
励磁控制技术最初采用手动调节方式，通过改变励磁电流来控制同步电
动机的输出。
02
发展阶段
随着电力电子技术和控制理论的进步，出现了自动励磁调节器，能够根
据系统运行状态自动调整励磁电流，提高了励磁控制的精度和稳定性。
03
智能化阶段
近年来，随着人工智能和大数据技术的应用，励磁控制技术逐渐向智能
同步电动机及励磁
目录
• 同步电动机概述 • 同步电动机励磁系统 • 同步电动机励磁控制技术 • 同步电动机及励磁系统的维护与故障处理 • 同步电动机及励磁系统的节能与环保
01
同步电动机概述
同步电动机的定义与工作原理

混合励磁同步电机低速大力矩控制策略的研究

第２期（总第１８３期）２０１４年０４月机械工程与自动化ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　＆　ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＮｏ．２Ａｐｒ．文章编号：１６７２‐６４１３（２０１４）０２‐０１３６‐０３混合励磁同步电机低速大力矩控制策略的研究冯　杰，李优新，黎　勉，王胜强，杨　宾（广东工业大学，广东　广州　５１０００６）摘要：根据混合励磁同步电机的特点，结合空间电压矢量控制算法，提出了一种在额定转速及以下时增大输出力矩的新型控制策略，同时对如何有效增磁以实现低速大力矩的控制算法进行了深入的研究。

该控制思想是把电机控制分为常规力矩区与动态增磁区，在不同的区域下采用不同的控制方法，使得电机在整个运行中能表现出良好的动态性能。

实验结果表明，所提出的控制策略，能够有效实现电机在额定转速以下力矩大幅的增加，且电机运行稳定，动态性能良好。

关键词：混合励磁同步电机；低速大力矩；电流分配器；控制策略中图分类号：ＴＭ３４１文献标识码：Ａ广东省重大科技专项计划项目（２０１１ＡＡ０８０４０２０１０）收稿日期：２０１３‐０８‐２６；修回日期：２０１３‐１０‐１８作者简介：冯杰（１９８８‐），男，江西九江人，在读硕士研究生，研究方向：新能源电动汽车电机驱动控制。

０　引言混合励磁同步电机（ｈｙｂｒｉｄｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍｏｔｏｒ，ＨＥＳＭ）在结构、性能方面与永磁同步电机（ＰＭＳＭ）有相似之处，但其驱动与控制有其特殊性。

东南大学黄明明博士给出了混合励磁同步电机分区控制系统［１］。

日本学者ＳｈｉｎｊｉＳｈｉｎｎａｋａ建立了一种基于通用坐标系的动态矢量控制模型及对隐极ＨＥＳＭ提出了一种基于转子磁场定向的铜耗最小化矢量控制模型［２，３］。

广东工业大学的李优新博士提出了一种混合励磁无刷直流电机的控制策略［４］。

本文针对一台额定功率为６ｋＷ的ＨＥＳＭ，基于空间电压矢量（ＳｅｃｔｏｒＶｏｌｔａｇｅＰＷＭ，ＳＶＰＷＭ）控制的思想，在传统的ＰＭＳＭ驱动器模型上加入了一个电流分配器，通过电流分配器合理分配电枢电流与励磁电流之间的关系，实现电枢电流与励磁电流之间的解耦，实现ＨＥＳＭ驱动器的可靠稳定工作。

复合励磁同步发电机控制系统

复合励磁同步发电机控制系统
敖艳君;刘景林;刘向阳;韩英桃
【期刊名称】《微电机》
【年(卷),期】2005(38)2
【摘要】介绍了一种基于单片机控制的复合励磁同步发电机控制系统.分析了系统的工作原理、基本结构及控制策略,给出了主功率路的数字模型.实测结果表明,系统具有良好的动态特性和稳定性.
【总页数】4页(P60-62,66)
【作者】敖艳君;刘景林;刘向阳;韩英桃
【作者单位】西北工业大学,西安,710072;西北工业大学,西安,710072;西北工业大学,西安,710072;西北工业大学,西安,710072
【正文语种】中文
【中图分类】TM31
【相关文献】
1.复合励磁同步发电机励磁控制系统的研究 [J], 任光法;罗德荣;黄守道;肖红霞
2.基于DSP的复合励磁同步发电机控制系统的设计 [J], 王超;刘景林;付朝阳;李颖
3.复合励磁稀土永磁同步发电机辅助电励磁部分的研究与设计 [J], 肖慧慧;黄守道;葛照强
4.基于先进复合控制算法的同步发电机励磁分布式微机控制系统设计 [J], 曹双贵
5.同步发电机励磁自动控制系统的研究 [J], 皇金锋;董锋斌
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