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基于多层代理模型的高转矩低噪声IPMSM多目标协同优化
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作者 李晓华 李光旭 +2 位作者 韩忠川 韩旭 魏书荣 《电工电能新技术》 北大核心 2025年第2期1-12,共12页
为在电机设计阶段提高电机转矩性能的同时降低电机的振动噪声,实现高转矩低噪声永磁同步电机有序高效的快速优化,本文提出了一种基于结构参数灵敏度分级的多层代理模型内置式永磁同步电机(IPMSM)优化方法,首先通过“有限元+单位力波响... 为在电机设计阶段提高电机转矩性能的同时降低电机的振动噪声,实现高转矩低噪声永磁同步电机有序高效的快速优化,本文提出了一种基于结构参数灵敏度分级的多层代理模型内置式永磁同步电机(IPMSM)优化方法,首先通过“有限元+单位力波响应”混合模型获得电机多工况电磁噪声源关键阶次电磁力谐波,将其幅值与电机平均输出转矩、转矩脉动同时作为优化目标,通过随机森林算法分析结构参数灵敏度,实现对结构参数的筛选与分级,综合多岛遗传算法、多目标粒子群算法、参数化扫描等优化方法进行分级优化。本文方法和传统电机多场耦合优化方法相比,节约算力的同时减少了54.9%的计算时间。优化后平均输出转矩较优化前提升34.6%,电机关键阶次电磁力幅值较优化前降低13.7%,转矩脉动较优化前降低67.8%。 展开更多
关键词 多目标优化 内置式永磁同步电机 代理模型 振动噪声 敏感性分析
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带波动负荷IPMSM电机的PI参数与电流谐波关系研究
2
作者 温嘉豪 《自动化应用》 2025年第10期223-227,共5页
压缩机作为空调和制冷系统中的主要能耗设备,其能效提升一直备受关注。内置式永磁同步电机(IPMSM)凭借高功率密度、高效率和高可靠性,成为压缩机常用的驱动方案。为了进一步提高系统可靠性、降低成本并减小体积,仍需不断优化和改进IPMS... 压缩机作为空调和制冷系统中的主要能耗设备,其能效提升一直备受关注。内置式永磁同步电机(IPMSM)凭借高功率密度、高效率和高可靠性,成为压缩机常用的驱动方案。为了进一步提高系统可靠性、降低成本并减小体积,仍需不断优化和改进IPMSM。针对带波动负荷的IPMSM,探讨了PI参数与电流谐波之间的关系,旨在优化控制性能。通过推导IPMSM的电磁数学模型,搭建仿真平台并采集多组运行数据,最终确定了能够使电流谐波总含量最小的最优PI参数。该结果可为波动负荷条件下IPMSM的高效、低谐波运行提供理论依据和技术支持。 展开更多
关键词 内置式永磁同步电机 压缩机 PI调节器 矢量控制 电流谐波
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基于前馈搜索法的IPMSM最大转矩电流比控制
3
作者 林建华 赵世伟 杨向宇 《微电机》 2024年第7期24-29,59,共7页
针对传统搜索法MTPA中存在搜索速度慢的问题,提出一种结合公式法和搜索法的前馈搜索法MTPA控制策略。为了提高系统的动态性能,该控制策略用分段函数代替复杂的d-q轴电流分配公式,得到计算直轴电流前馈量的通用式。然后,在前馈量的基础... 针对传统搜索法MTPA中存在搜索速度慢的问题,提出一种结合公式法和搜索法的前馈搜索法MTPA控制策略。为了提高系统的动态性能,该控制策略用分段函数代替复杂的d-q轴电流分配公式,得到计算直轴电流前馈量的通用式。然后,在前馈量的基础上进行在线搜索,获取最优直轴电流指令,并利用历史工作数据修正分段函数,提高前馈精度。最后,分析了前馈搜索法的搜索过程,并设置搜索阈值避免搜索法在稳态时的周期性震荡,仿真和实验结果验证了该策略的有效性。 展开更多
关键词 ipmsm 最大转矩电流比 搜索法 效率优化
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基于ADE优化的IPMSM全速域无传感器控制 被引量:1
4
作者 姚国仲 郝剑 +3 位作者 王贵勇 李涛 董文龙 詹益嘉 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第5期105-108,112,共5页
为了实现内置式永磁同步电机(IPMSM)全速域的无传感器控制和切换速域的平滑过渡,提出了一种基于自适应差分进化(ADE)算法优化的复合控制方法。分别在零低速域、中高速域采用旋转高频电压注入法和滑模观测器法来对电机转速和转子位置进... 为了实现内置式永磁同步电机(IPMSM)全速域的无传感器控制和切换速域的平滑过渡,提出了一种基于自适应差分进化(ADE)算法优化的复合控制方法。分别在零低速域、中高速域采用旋转高频电压注入法和滑模观测器法来对电机转速和转子位置进行估算,并在切换速域采用基于ADE算法的权重系数优化法来实现上述两种控制方法的平滑切换,从而实现IPMSM全速域无传感器控制。仿真结果表明:提出的复合控制方法能够实现电机全速域的无感控制和切换速域的平滑过渡,且具有良好的稳定性。 展开更多
关键词 内置式永磁同步电机 自适应差分进化算法 旋转高频电压注入法 滑模观测器
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基于位置鲁棒观测器的IPMSM方波式电压注入启动运行控制
5
作者 宋建国 陈宝计 +1 位作者 秦博 任霆 《电机与控制应用》 2024年第9期33-41,共9页
为了改善内置式永磁同步电机(IPMSM)无位置传感器控制的低速运行性能,提出了一种基于位置鲁棒观测器的方波式电压注入启动运行控制策略。方波式电压注入法避免了滤波器的使用,提高了系统带宽。在方波注入法的基础上,采用转子位置鲁棒观... 为了改善内置式永磁同步电机(IPMSM)无位置传感器控制的低速运行性能,提出了一种基于位置鲁棒观测器的方波式电压注入启动运行控制策略。方波式电压注入法避免了滤波器的使用,提高了系统带宽。在方波注入法的基础上,采用转子位置鲁棒观测器提高系统的抗负载扰动能力。根据实际阶跃式和斜坡式负载扰动以及位置观测误差期望指标,使用极点配置的方法设计了观测器的反馈矩阵参数。通过仿真和试验验证了所提无传感器控制策略的可行性与准确性。 展开更多
关键词 ipmsm 方波式电压注入 负载扰动 转子位置鲁棒观测器
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IPMSM电流前馈解耦转矩补偿MTPA控制研究
6
作者 林立 吴思 《电工技术》 2024年第21期57-61,共5页
为提高车用内置式永磁同步电机(IPMSM)驱动系统的速度响应能力和高速状态的运行抗干扰性,提出了以最大转矩比电流(MTPA)控制为基础,采用带电流前馈解耦的反馈补偿控制策略。在分析电机的数学模型的基础上,借助电流空间矢量脉宽调制(SVP... 为提高车用内置式永磁同步电机(IPMSM)驱动系统的速度响应能力和高速状态的运行抗干扰性,提出了以最大转矩比电流(MTPA)控制为基础,采用带电流前馈解耦的反馈补偿控制策略。在分析电机的数学模型的基础上,借助电流空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制技术实现MTPA控制。在MATLAB/Simulink仿真对比分析中,使用转矩补偿调节相比传统PI控制可使响应时间缩短近40%,并有效提高高速运行时的抗干扰性,验证了所提出的控制策略的可行性和有效性。 展开更多
关键词 内置式永磁同步电机 最大转矩比电流 前馈解耦 转矩补偿
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双层IPMSM转子结构优化对齿槽转矩的影响
7
作者 敬巧稚 谢源(指导) 《上海电机学院学报》 2024年第4期198-204,共7页
为了降低双层内置式永磁同步电动机(IPMSM)中齿槽转矩对电动机稳定运行的不利影响,提出了将分段磁极和转子开对称辅助槽相结合的方法。首先,基于齿槽转矩的原理,利用有限元软件Maxwell建立8极12槽车用内置式永磁同步电动机(IPMSM)模型;... 为了降低双层内置式永磁同步电动机(IPMSM)中齿槽转矩对电动机稳定运行的不利影响,提出了将分段磁极和转子开对称辅助槽相结合的方法。首先,基于齿槽转矩的原理,利用有限元软件Maxwell建立8极12槽车用内置式永磁同步电动机(IPMSM)模型;其次,比较电动机在分段磁极前后的齿槽转矩,并对转子表面开辅助槽的各参数逐一进行仿真,通过双变量同时参数化的方法验证辅助槽参数的选择;最后,对比优化前后电动机各性能参数。结果表明:均匀分段磁极和开对称辅助槽2种方案叠加是可行的,在确保电动机性能良好的同时使齿槽转矩削弱了77.72%。 展开更多
关键词 内置式永磁同步电动机 对称辅助槽 分段磁极 有限元 齿槽转矩
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IPMSM的复合超前角弱磁控制系统研究
8
作者 万翔宇 赵云 +1 位作者 曹颖强 尚诚诚 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第9期47-50,共4页
为提升内置式永磁同步电机(IPMSM)控制系统弱磁扩速性能,提出了一种复合超前角弱磁控制方法。分析电机的电流及电压限制条件,根据电机运行不同区域的转矩特性,将转矩输出最大化作为目标,设计了全速度范围内的超前角弱磁算法。该方法将... 为提升内置式永磁同步电机(IPMSM)控制系统弱磁扩速性能,提出了一种复合超前角弱磁控制方法。分析电机的电流及电压限制条件,根据电机运行不同区域的转矩特性,将转矩输出最大化作为目标,设计了全速度范围内的超前角弱磁算法。该方法将电机运行区域分成3段,可实现最大转矩电流比(MTPA)控制区域与超前角弱磁区域的平滑过渡,使得系统在基速阶段转矩输出恒定,在弱磁扩速阶段功率恒定。仿真结果表明,提出的方法有效地拓宽了转速范围,解决了传统超前角弱磁在深度弱磁阶段的电流振荡问题。 展开更多
关键词 超前角弱磁 最大转矩电流比 内置式永磁同步电机 弱磁扩速
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IPMSM交、直轴电感特性有限元分析 被引量:5
9
作者 董砚 姚少灿 +2 位作者 高国旺 崔向宇 赵思锋 《河北工业大学学报》 CAS 北大核心 2014年第4期1-6,共6页
内置式永磁同步电机(IPMSM),具有独特的弱磁扩速能力,恒功率调速范围较宽,广泛应用于新能源电动汽车中.电机良好的运行特性与其电感参数密切相关.从永磁同步电机矢量控制的角度,对电机的三相电感、互感与交轴、直轴电感之间变换进行理... 内置式永磁同步电机(IPMSM),具有独特的弱磁扩速能力,恒功率调速范围较宽,广泛应用于新能源电动汽车中.电机良好的运行特性与其电感参数密切相关.从永磁同步电机矢量控制的角度,对电机的三相电感、互感与交轴、直轴电感之间变换进行理论分析,并在Maxwell 2D静磁场中,对电机绕组施加不同的电流激励进行有限元仿真分析,得到不同电流激励下直轴、交轴电感参数的分布,并对结果进行分析对比,为电机的优化设计分析提供依据. 展开更多
关键词 ipmsm 矢量控制 直轴、交轴电感 Maxwell2D静磁场 有限元分析
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考虑磁路饱和的IPMSM电感辨识算法及变参数MTPA控制策略 被引量:33
10
作者 李峰 夏超英 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期136-144,共9页
内置式永磁同步电机(IPMSM)d、q轴电感会随着磁路饱和程度的不同而发生改变,这会降低最大转矩电流比(MTPA)控制的有效性。考虑到定子电流引起的磁路饱和及交叉饱和效应的影响,提出了相应的d、q轴电感辨识算法和变参数MTPA控制策略。采... 内置式永磁同步电机(IPMSM)d、q轴电感会随着磁路饱和程度的不同而发生改变,这会降低最大转矩电流比(MTPA)控制的有效性。考虑到定子电流引起的磁路饱和及交叉饱和效应的影响,提出了相应的d、q轴电感辨识算法和变参数MTPA控制策略。采用基于旋转高频电压注入的d、q轴电感辨识算法可在其他电机参数未知的前提下得到不同负载条件下的d、q轴电感;变参数MTPA控制策略能够充分利用标幺值化处理的优势,在转矩-最优电流控制表不变的基础上,只需根据实际d、q轴电感更新电流基值和转矩基值便可克服电感变化带来的不利影响,并实现一定转矩条件下的最佳MTPA控制。最后在电机控制实验平台上通过实验对提出的电感辨识算法和变参数MTPA控制策略的可行性和有效性进行了验证。 展开更多
关键词 内置式永磁同步电机(ipmsm) 磁路饱和 电感辨识 最大转矩电流比(MTPA)控制 标幺值
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电动车用IPMSM损耗最小化电流求解方法 被引量:2
11
作者 吴钦木 安林杰 +1 位作者 李叶松 曹敏 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期128-132,共5页
为了实现电动车用IPMSM的实时效率优化控制,实时地求解电机的损耗最小化电流,提出一种基于投影动态系统的IPMSM损耗化最小化电流求解方法.该方法首先将电机效率优化控制建模为基于转矩、电流和电压约束的优化问题;接着将该优化问题分为... 为了实现电动车用IPMSM的实时效率优化控制,实时地求解电机的损耗最小化电流,提出一种基于投影动态系统的IPMSM损耗化最小化电流求解方法.该方法首先将电机效率优化控制建模为基于转矩、电流和电压约束的优化问题;接着将该优化问题分为两种情况考虑,即损耗最小化电流处在电压约束区域内和约束边界上,利用优化理论将每种情况的电流求解转化为非线性方程组的求解;最后利用投影动态系统实现该非线性方程组的求解.基于投影理论和矩阵范数理论分析得出该动态方系统的收敛条件,该条件简单且易于求得.仿真结果表明该方法有效且正确. 展开更多
关键词 电动车 ipmsm 效率优化 投影动态系统 优化电流
原文传递
电动汽车IPMSM单电流调节器弱磁控制技术 被引量:8
12
作者 康劲松 张亚洲 《电源学报》 CSCD 2014年第4期41-46,共6页
针对电动汽车IPMSM在弱磁扩速时交直轴电流强耦合的问题,采用单电流调节器的弱磁控制方式,通过选择开关对最大转矩电流比(MTPA)控制方式和弱磁控制方式在不同运行状态下进行切换。在弱磁控制中直轴电压指令由直轴电流调节器获得,交轴电... 针对电动汽车IPMSM在弱磁扩速时交直轴电流强耦合的问题,采用单电流调节器的弱磁控制方式,通过选择开关对最大转矩电流比(MTPA)控制方式和弱磁控制方式在不同运行状态下进行切换。在弱磁控制中直轴电压指令由直轴电流调节器获得,交轴电压指令则根据直轴电压值通过调节器直接给出。该方法能够对电机直流电压充分利用,使电机工作在最优工作点。建立该控制系统的Matlab/Simulink仿真模型,仿真结果分析证明该方法的可行性。最后搭建以英飞凌TC 1782为主控芯片的电动汽车驱动控制系统平台,对所提的控制策略的实际应用能力进行验证。 展开更多
关键词 电动汽车 ipmsm 弱磁控制 单电流调节器
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基于QP序列的IPMSM驱动系统优化电流求解法研究 被引量:1
13
作者 吴钦木 宗仁钧 +2 位作者 王林林 陈湘萍 罗雪梅 《四川大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期769-773,共5页
提出一种基于二次型规划(QP)序列的内嵌式永磁同步电动机(IPMSM)控制系统的优化电流(保证电机运行损耗最小的d/q轴电流)的求解方法.首先,将IPMSM的效率优化建模为基于非线性约束的规划问题;然后,将非线约束的规划问题求解转化为线性约束... 提出一种基于二次型规划(QP)序列的内嵌式永磁同步电动机(IPMSM)控制系统的优化电流(保证电机运行损耗最小的d/q轴电流)的求解方法.首先,将IPMSM的效率优化建模为基于非线性约束的规划问题;然后,将非线约束的规划问题求解转化为线性约束的QP序列的求解.本文证明了QP序列解的收敛性、收敛值和IPMSM控制系统优化电流的近似同一性.仿真分析了该方法,其收敛度较快,且计算量较小,比较适用于IPMSM控制系统效率优的数字化控制. 展开更多
关键词 ipmsm 驱动系统 实时效率优化 不动点法
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一种基于MTPA的IPMSM弱磁控制系统 被引量:2
14
作者 王伟 王淑红 +1 位作者 梁力波 张一博 《微电机》 北大核心 2019年第2期27-34,41,共9页
内置式永磁同步电机,其速度运行范围与电机参数息息相关。本文从电机本身参数的角度出发,充分考虑电机实际运行的两个约束条件:电压极限椭圆和电流极限圆,对实验室电机进行分析,提出了一种基于MTPA的弱磁控制算法。在低速区,利用曲线拟... 内置式永磁同步电机,其速度运行范围与电机参数息息相关。本文从电机本身参数的角度出发,充分考虑电机实际运行的两个约束条件:电压极限椭圆和电流极限圆,对实验室电机进行分析,提出了一种基于MTPA的弱磁控制算法。在低速区,利用曲线拟合,解决了MTPA控制算法中d、q轴电流给定值无法获得解析解的问题,得到了不同转速要求时的交直轴电流给定值。在高速区,利用转矩的梯度和电压差对MTPA指令进行修正,对电机进行弱磁控制。理论、仿真和实验结果表明,在特定电机参数下,i_d=0的矢量控制无法使电机达到额定运行状态,而本文所提出的基于MTPA的弱磁算法,既满足了电机的额定运行状态,同时提高了电机的带载能力,拓宽了电机的调速范围。 展开更多
关键词 MTPA ipmsm 弱磁控制 电机参数
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IPMSM位置和速度估计的一些新方法 被引量:2
15
作者 徐建英 刘贺平 《电气传动》 北大核心 2005年第7期3-7,共5页
针对内埋式永磁同步电动机,综述了近年来转子位置和速度估计的一些新方法,给出了这些方法的简单原理、优缺点及应用范围等,指出混合运用零速到低速和低中速到高速这两类方法是切实有效的。今后研究的问题仍然集中在包含零速时稳定低速... 针对内埋式永磁同步电动机,综述了近年来转子位置和速度估计的一些新方法,给出了这些方法的简单原理、优缺点及应用范围等,指出混合运用零速到低速和低中速到高速这两类方法是切实有效的。今后研究的问题仍然集中在包含零速时稳定低速驱动的实现和伴随转矩控制的稳定起动上。 展开更多
关键词 内埋式永磁同步电动机 ipmsm 速度估计 转子位置 转矩控制
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基于高频方波电压注入的IPMSM无位置传感器控制 被引量:3
16
作者 耿强 张甍 周湛清 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2022年第5期79-88,共10页
为省略内置式永磁同步电机(IPMSM)无位置传感器控制方法中滤波器的使用,减小系统体积,提高位置估计精度,提高系统适应性,提出一种IPMSM低速无位置传感器控制方法。在电机静止轴系注入高频电压信号,并且将矢量控制周期和高频注入周期分离... 为省略内置式永磁同步电机(IPMSM)无位置传感器控制方法中滤波器的使用,减小系统体积,提高位置估计精度,提高系统适应性,提出一种IPMSM低速无位置传感器控制方法。在电机静止轴系注入高频电压信号,并且将矢量控制周期和高频注入周期分离;通过对高频注入周期前后产生的电流进行采样,经简单的数学运算即可获得含有转子位置信息的正交信号;使用正交锁相环进行位置信息估计;分别对电机进行空载转速阶跃、负载阶跃、带载转速阶跃以及带载正反转4种工况下的实验验证。结果表明:在4种工况下时,电机最大估计位置误差不超过13.5°,平均位置误差不超过7.5°,电机转速跟踪效果好,具有良好的稳定性和低速运行性能,并且避免了高频电流信号提取过程中滤波器的使用。 展开更多
关键词 内置式永磁同步电机(ipmsm) 无位置传感器控制 高频电压信号注入 无滤波器 动态性能
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电动汽车IPMSM弱磁控制技术 被引量:3
17
作者 康劲松 薛梦觉 《电气自动化》 2014年第1期30-32,46,共4页
针对电动汽车IPMSM的弱磁控制,提出一种弱磁切换的工程应用方法。根据IPMSM的数学建模和约束条件分析,划分其工作区段以及转折点。基速以下采用最大转矩电流比控制(MTPA)来减小损耗提高效率,同时检测交直轴电压分量并与限定电压值比较,... 针对电动汽车IPMSM的弱磁控制,提出一种弱磁切换的工程应用方法。根据IPMSM的数学建模和约束条件分析,划分其工作区段以及转折点。基速以下采用最大转矩电流比控制(MTPA)来减小损耗提高效率,同时检测交直轴电压分量并与限定电压值比较,在转折点实现弱磁算法的切换。通过分析IPMSM的弱磁运行轨迹,在MATLAB中建模对控制算法和电动汽车运行工况进行仿真,验证控制策略的可行性。最终采用TMS320F28335数字芯片搭建电动汽车驱动控制系统平台,延伸扩展达到工程应用的目的。 展开更多
关键词 电动汽车 ipmsm 弱磁控制 仿真 TMS320F28335平台
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基于模糊控制的IPMSM速度控制器及电流控制器设计 被引量:1
18
作者 刘艳 尤源 陈杰 《微计算机信息》 2010年第8期185-186,178,共3页
本文在IPMSM矢量控制的基础上,利用模糊控制实现对IPMSM系统的自适应控制,运用FLC分析和设计了速度和电流控制器,给出了模糊规则和隶属函数。仿真结果表明,与采用传统的PID控制相比,采用模糊控制可以很好地克服系统的非线性、时变、强... 本文在IPMSM矢量控制的基础上,利用模糊控制实现对IPMSM系统的自适应控制,运用FLC分析和设计了速度和电流控制器,给出了模糊规则和隶属函数。仿真结果表明,与采用传统的PID控制相比,采用模糊控制可以很好地克服系统的非线性、时变、强耦合等因素的不良影响,使系统具有较好的动态特性和鲁棒性,提高了系统的性能。 展开更多
关键词 ipmsm 模糊控制 速度控制器 电流控制器
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V字型永磁转子IPMSM饱和磁场分析及电感参数计算 被引量:2
19
作者 逄海萍 郭浩 于英超 《自动化技术与应用》 2017年第10期29-32,共4页
针对内置式永磁同步电动机(IPMSM)在运行过程中受磁路饱和与磁路交叉耦合影响,导致电机电感参数随运行工况不同而变化,使电机控制性能下降等问题,采用Maxwell 2D电磁场有限元分析软件对V字型永磁转子IPMSM内部饱和磁场进行仿真分析,并... 针对内置式永磁同步电动机(IPMSM)在运行过程中受磁路饱和与磁路交叉耦合影响,导致电机电感参数随运行工况不同而变化,使电机控制性能下降等问题,采用Maxwell 2D电磁场有限元分析软件对V字型永磁转子IPMSM内部饱和磁场进行仿真分析,并利用静态磁场能够自动冻结磁导率的优势对考虑磁路饱和与磁路交叉耦合的电机交、直轴电感进行了精确计算。仿真实验表明电机带载运行时,受磁路交叉耦合的影响,电机内部磁场发生畸变,交、直轴电感值随磁路饱和程度的增大而减小。研究结果为该类电机的优化设计、性能分析和有效控制提供了理论依据和参考。 展开更多
关键词 有限元分析 V字型永磁转子ipmsm 磁路饱和与磁路交叉耦合 交、直轴电感计算
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基于模糊控制的IPMSM调速系统研究
20
作者 刘艳 陈杰 《工矿自动化》 2010年第5期74-77,共4页
在分析IPMSM数学模型的基础上,提出了一种新型的IPMSM调速系统模糊控制方法;运用模糊逻辑分析和设计了控制器,建立了仿真模型,并针对不同运行情况对基于模糊控制的IPMSM调速系统进行了仿真分析。仿真结果验证了该模糊控制方法的有效性,... 在分析IPMSM数学模型的基础上,提出了一种新型的IPMSM调速系统模糊控制方法;运用模糊逻辑分析和设计了控制器,建立了仿真模型,并针对不同运行情况对基于模糊控制的IPMSM调速系统进行了仿真分析。仿真结果验证了该模糊控制方法的有效性,实现了IPMSM调速系统的自适应控制,达到了高精度的控制要求。 展开更多
关键词 永磁同步电动机 ipmsm 调速系统 模糊控制 仿真
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