摘要:针对双三相永磁同步电机模型预测共模电压抑制方法存在寻优计算量大、开关频率较高、稳态性能不佳的问题，提出一种改进型模型预测电流控制.首先，改进六相两电平逆变器，降低零矢量共模电压幅值；其次，选择小共模电压矢量构造虚拟电压矢量，简化价值函数的同时减小共模电压和电流谐波含量；再次，通过计算参考电压矢量直接选择最优电压矢量以减少寻优次数，并引入占空比控制提升电机控制精度，改善电机稳态性能.最后，仿真对比传统模型预测电流控制、RCMV（Reduced Common Mode Voltage）-1、RCMV-2和所提控制方法.结果表明，所提控制方法在减小共模电压的同时，降低了转矩脉动和谐波电流，且较RCMV-2方法开关频率明显降低；此外，寻优代码执行时间相较于RCMV-1和RCMV-2分别降低了约91%和65%，减小了计算量.

摘要:针对高铁大型永磁同步牵引电机转子区域散热困难、内部温升分布不均匀的问题，在机壳水冷电机结构基础上的定子铁芯外表面处增设轴向矩形风道，并结合气隙、转子减重孔形成内外双循环散热结构，探究降低定子、绕组部位温升和提升电机内部散热均匀性的影响规律.首先通过Ansoft Maxwell平台仿真得到双循环散热结构在额定工况下各部件损耗值，同时为了更好模拟转子旋转带动气隙中的空气流动，对气隙进行分层处理，采用流-固耦合的有限元分析法模拟研究单、双循环散热结构下电机内部空气流动特性以及温升规律.结果表明，内循环风冷结构使电机内部空气流速显著提高，表面平均换热系数也显著提升，转子区域的热量会随着空气的流动更多地传给温度相对较低的定子区域及机壳，同时减少热量向转子部位传递，从而使转子和永磁体的温升降低.在此基础上，采用正交分析法对矩形通风孔的截面积、数量、高宽比进行结构参数优化，并采用温升分布均匀性系数对电机进行温升评价，得到最优方案下电机最高温升相比单循环散热结构降低12.1K，电机整体温升分布均匀性提升16.54%.

摘要:针对滑模观测器中观测值存在脉动误差及由前级低通滤波器带来的相位滞后，提出一种基于单相锁相环无相移同步旋转滤波结构.首先，基于电机数学模型建立滑模观测器，分析传统同步旋转滤波器产生相位滞后的原因；其次，省去前级低通滤波器，经过dq变换滤除反电动势中的高次谐波与抖振，采用旋转坐标系下的单相锁相环计算转子位置和转速；最后，搭建Matlab/Simulink仿真模型，建立永磁同步电机无位置传感器矢量控制实验平台，对传统同步旋转滤波器和基于单相锁相环无相移旋转滤波器分别进行性能比较.仿真和实验结果表明所提方法相较于传统同步旋转滤波结构，跟踪性能更好，观测精度更高.

摘要:提出了一种针对运行在传动链系统中的发电机智能反演优化设计方法，并以一台运行在传动链系统中的15 kW永磁同步发电机为研究对象，针对其运行效率对发电机的设计参数进行优化.首先，在充分考虑变流器侧对整个传动链系统的影响下，建立了面向传动链系统的协同仿真建模平台，验证了传动链的电磁设计参数与协同仿真计算平台的正确性；其次，通过方差分析从发电机的8个设计参数中选定6个敏感参数，并在选定优化变量后提出了一种基于遗传算法优化的拉丁超立方抽样方案，该抽样方案可以兼顾样本空间均匀分布与各变量维度投影的均匀性；然后，通过基于高斯随机过程的智能反演优化设计模型结合基于范围选择的多目标优化算法，获得发电机的效率与最大额定输出转矩的Pareto前沿，并针对优化后的齿槽参数进行绕组设计，结果显示优化后的效率为96.2%，对比其原始设计方案，发电机电磁损耗降低了16.8%，效率提高了0.6%； 最后，通过实验验证了仿真平台的准确性，进一步说明了样本数据与优化设计的有效性.所提设计方法可针对不同规格的大型传动链系统展开优化设计，其优化方法具有一定的普适性，可用于我国海上大型传动链系统的一体化精确仿真计算与流程化优化设计.

摘要:针对内置式永磁同步电机（IPMSM）的最大转矩电流比控制（MTPA）受电机参数变化影响的问题，提出一种改进的自适应扰动观测的MTPA控制策略.该方法以定子电流矢量角作为扰动量，比较控制系统前后两个时刻的电流幅值大小，确定搜索方向.将自适应PI控制融入扰动观测法中，跟踪系统随机选择相应的扰动步长，解决动稳态性能，提高精度和系统运行效率，克服传统MTPA控制方法对电机参数依赖性、提高系统整体效率优化和电流矢量角搜索精度. 考虑外界因素对电感和磁链等参数变化的影响，得到内置式永磁电机（IPMSM）dq轴下最优电流矢量角. 仿真和试验结果表明，所提方法具有一定的有效性.

摘要:由于逆变器非线性、磁场空间谐波、检测误差等因素，令滑模观测器系统中的反电动势存在直流偏置和谐波，进而导致了转子位置观测值中6k次谐波脉动生成. 针对上述问题，提出一种基于五阶广义积分器的转子位置滑模观测器，在锁频环确保频率自适应的前提下，完成内置式永磁同步电机无传感器矢量控制系统的精确解耦，改善驱动系统的控制性能. 在五阶广义积分器作用下，反电动势谐波及直流分量将得到更完善的滤除，进而保证了锁相环计算转子位置角度的准确性. 将五阶广义积分器与经典控制系统中的五阶标准积分方程类比，在充分合理简化其参数整定过程的同时保证了转子位置观测系统的快速收敛性. 在与传统二阶广义积分器进行动态响应、干扰抑制等性能方面的比较后，通过仿真和1.5 kW dsPACE半实物实验论证该控制策略的优势和有效性.

摘要:将内置式永磁同步电机弱磁运行原理与电压空间矢量脉宽调制相结合，提出了一种新的弱磁控制策略.通过用电流调节器输出的参考电压与电压空间矢量脉宽调制后输出的极限电压两者之间的电压差值来改变定子电流相位角，从而重新分配d,q轴给定定子电流分量的大小，最终实现弱磁升速.该控制方法实现了电机高倍弱磁扩速运行，且弱磁电流过渡平滑、响应速度快.与传统弱磁控制方法相比，在弱磁区域能更有效地利用直流母线电压，从而在同样电压和电流限制条件下，电机能产生更高的电磁转矩，适应性更好.仿真和实验结果表明了本文所提弱磁控制策略的有效性和可行性.

摘要:提出了一种比例谐振（Proportional Resonant, PR）控制器的改进模型，将其应用于永磁同步电机控制中.用改进的PR控制器替代传统的PI控制器，节省一次坐标变换，省去了受温度及电机参数影响的交叉解耦项和前馈补偿项，简化了控制算法.仿真和试验结果表明，引入改进PR控制器的永磁同步电机控制系统控制性能优越，能够实现对交流输入信号的无静差跟踪，系统对低次谐波以及指定次谐波具有很强的抑制能力，具有重要的实用价值.

摘要:在永磁同步电机 (permanent magnet synchronous motor，PMSM)无速度传感器控制系统中，为提高系统的鲁棒性和自适应能力，提出了新型自抗扰PMSM控制方案.在实际应用中，针对自抗扰控制器（ADRC）参数不便于实际操作和整定，引进模糊控制，结合各自的特点，给出了一种基于模糊控制原理的改进型自抗扰控制算法.视系统内、外扰动的总和为系统的未知扰动量，用新型自抗扰控制器来实现PMSM的无速度传感器控制.仿真表明，在不同的转速下，系统表现出很强的自适应能力和对系统扰动良好的鲁棒性，并且具有高精度的转速估计.实验验证了此控制策略在永磁同步电机控制领域的可行性和优越性.

摘要:提出了一种永磁同步电动机直接转矩控制的全数字化实施方案，电流环采用了滞环控制技术，电流调节频率达到１０ｋＨｚ，为构成永磁同步电动机全数字式交流伺服系统创造了有力条件。