基于SVM-CSO算法的PMSM齿槽转矩优化
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永磁电机齿槽转矩的研究分析页数:6
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齿槽转矩页数:2
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永磁同步电机齿槽转矩分析与控制总结页数:3
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齿槽转矩仿真页数:3
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一种内置V型永磁同步电机齿槽转矩的削弱方法
Vol. 54. No. 5May. 2021第54卷第5期2021年 5月微电机MICROMOTORS—种内置V 型永磁同步电机齿槽转矩的削弱方法陈丽香，王 灿，张 超，王晓宇（沈阳工业大学国家稀土永磁电机工程技术研究中心，沈阳110870）摘 要：齿槽转矩会造成振动与噪声、电机控制精度低等问题，故有必要削弱电机的齿槽转矩。
通过研究分析内置V 型PMSM 齿槽转矩的产生机理，分析与齿槽转矩有重要影响的气隙磁密谐波，提出了改变单极V 型磁极宽度及V型磁极夹角角度，其它磁极不变以削弱齿槽转矩的方法。
研究了不同磁极宽度及不同夹角角度对齿槽转矩的影响， 对比分析了改变单极磁极与磁极未变化时对齿槽转矩、气隙磁密、平均转矩以及转矩波动的影响。
关键词：内置V 型永磁同步电机；单极磁极宽度；单极磁极夹角；齿槽转矩中图分类号：TM351； TM341 文献标志码：A 文章编号：1001-6848（2021）05-0001-04A Method for Weakening Cogging Torque of Interior V-Type PermanentMagnet Synchronous MotorCHENLixiang , WANGCan , ZHANGChao , WANG Xiaoyu(National Engineering Research Center for REPM Electrical Machines of Shenyang University of Technology，Shenyang 110870，China)Abstract : The cogging torque may cause problems such as viXration and noise ，low motor control accuracy ， so it is necessaro to weaken the cogging torque of tie motoo. Through the research and anaysis of tie cogging torque generation principle of the interioa V-type PMSM ，and the analysis of tOe ata gap flux density haanon-soeohaohavean smpoooanosnt.uenoeon oheooggsngoooque.A meohod waepoopoeed ooweaken oheooggsng torque by changing the single V-type maanetic pole width and the single V-type maanetic pole angOe ，while the otheo maanetic poles remain unchanged . The e fec ts of ddferent maanetic pole widths and angles on thecooging torque were studied ，and the effects of changing single maanetic pole and unchanged maanetic pole on tOe cooging torque ，the dir gap flux density ，the average torque and tOe torque fluctuations were comparedand analyzed.Key words ： interior V-type permanent maanee synchronous motoe ； single maanetic pole width ； single maa- ndc pole angle ； cooging torqueo 引言永磁同步电机控制精度高， 低等 ，其 动电机 汽车领域得到了很广泛的 ％电机 的齿槽转矩的一，如电机输出转矩不 ， 不稳定等， 电机 % ， 对电机的齿槽转矩研究是有必要的。
基于谐波分析的PMSM齿槽转矩补偿
基于谐波分析的PMSM齿槽转矩补偿
牟日波;范业鹏;陈曦;侯华龙
【期刊名称】《组合机床与自动化加工技术》
【年(卷),期】2024()5
【摘要】针对永磁同步电机(PMSM)物理结构存在的固有齿槽转矩脉动会导致电机运行时速度波动的问题,提出了一种齿槽转矩补偿方法。
首先,结合齿槽转矩产生的机理,设计了齿槽转矩补偿方法;其次,利用专用设备获取电机齿槽转矩数据,然后结合快速傅里叶变换(FFT)进行谐波分析,在线计算拟合转矩补偿量,对控制器的转矩指令进行补偿,可降低齿槽转矩脉动的影响;最后,对该方法进行了实际的测试验证,结果表明该方法可有效降低伺服电机齿槽转矩脉动引起的速度波动。
【总页数】3页(P105-107)
【作者】牟日波;范业鹏;陈曦;侯华龙
【作者单位】武汉华中数控股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TH165;TG659
【相关文献】
1.基于谐波分析的永磁电机齿槽转矩抑制
2.基于Taguchi-BBD方法的PMSM齿槽转矩抑制
3.基于遗传算法的外转子PMSM齿槽转矩优化
4.基于田口法和转子偏心的PMSM齿槽转矩研究
5.基于新型串联内模扩张状态观测器的PMSM齿槽转矩补偿控制方法
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基于SVM的永磁同步电机直接转矩控制的仿真研究
基于SVM的永磁同步电机直接转矩控制的仿真研究高键;姜星星【摘要】According to the basic principle of direct torque control (DTC) , Focused on the permanent magnet synchronous motor (PMSM) , the control system of DTC is analyzed based on the space vector modulation (SVM).To centre on analyzing the basic principle of SVM, a detailed analysis about its algorithm and simulation models of all steps is given, lastly carry out modeling and simulation for the entire system inmatlab/simulink environment, and given out a analysis of simulation results.The simulation results show that the performance of PMSM based on SVM-DTC are improved and enhanced.%依据直接转矩控制的基本原理,针对永磁同步电动机,分析了电压空间矢量调制的直接转矩控制系统.着重分析了电压空间矢量调制的基本原理,对其算法步骤作了详细的剖析,并给出了各步骤的仿真模型.最后在matlab/simulink环境下对整个控制系统进行了建模与仿真,并对仿真结果进行了分析.仿真结果表明:基于SVM算法的永磁同步电动机直接转矩控制系统的性能得到了改善和提高.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2013(013)001【总页数】7页(P63-69)【关键词】直接转矩控制;永磁同步电动机;空间矢量调制;matlab仿真【作者】高键;姜星星【作者单位】江苏科技大学电子信息学院,镇江 212003;江苏科技大学电子信息学院,镇江 212003【正文语种】中文【中图分类】TM351直接转矩控制是继矢量控制之后最新兴起的交流调速技术，具有控制简单、动态响应快等优点。
永磁同步电动机齿槽转矩的补偿方法
永磁同步电动机（PMSM）的齿槽转矩（Cogging Torque）是由于定子和转子齿槽结构之间的相互作用导致的一种非线性力矩，它在电机旋转过程中会引起周期性的扭矩波动，对电机平稳运行、低速性能及定位精度造成影响。
以下是一些常见的补偿方法：
1. 设计优化：
- 改变齿槽形状：通过采用斜槽、不等分槽或错齿技术来改变定子和转子槽的几何形状，减少齿槽效应产生的均匀间隔的磁场分布。
- 调整极槽配合：例如使用斜极技术，使得磁极与槽之间不对齐，从而分散齿槽转矩峰值。
2. 磁极弧度修正：
- 磁极弧度的微小变化可以减小齿槽转矩，通过精确计算和制造工艺实现磁极形状的小幅修正。
3. 电气补偿：
- 注入反向电流：通过控制算法，在电机运行时向定子绕组注入特定的反向电流，以抵消齿槽转矩的影响。
- 磁场定向控制系统中的补偿算法：在高级矢量控
制中，利用观测器或模型预测控制器（MPC）估计并实时补偿齿槽转矩。
4. 机械补偿：
- 转子或定子结构上的机械预加载，虽然这种方法不常见且实施复杂，但在某些特殊应用中可能会用到。
5. 软件补偿：
- 在伺服驱动器的控制软件中加入齿槽转矩补偿算法，根据电机特性和实际测量数据进行动态补偿。
6. 材料和制造改进：
- 使用高磁导率材料或者优化铁芯叠片的厚度和绝缘涂层，减少气隙不均匀性。
现代电机控制技术通常结合多种方法共同作用，以有效降低永磁同步电动机的齿槽转矩，并提高其整体性能。
基于磁链误差改进算法的PMSM直接转矩控制
基于磁链误差改进算法的PMSM直接转矩控制
解亮;吕永健
【期刊名称】《微特电机》
【年(卷),期】2010(38)8
【摘要】针对永磁同步电动机DTC系统转矩脉动较大的问题,采用电压空间矢量调制技术,设计了一种基于磁链误差改进算法的直接转矩控制系统(改进型SVM-DTC系统),该方法由磁链误差计算单元计算定子磁链参考值与观测值之间的误差,通过空间电压矢量调制得到有效参考电压,从而输出逆变器控制信号.这样在一个开关周期内选择最合理的空间电压矢量来完全补偿电机转矩和定子磁链的观测值与参考值之间的误差,减小电磁转矩脉动.仿真结果表明,该方案既有效减小了电机转矩脉动,又保持了直接转矩控制快速动态响应的特性.
【总页数】4页(P59-61,69)
【作者】解亮;吕永健
【作者单位】空军工程大学,陕西西安,710038;空军工程大学,陕西西安,710038【正文语种】中文
【中图分类】TM341
【相关文献】
1.基于磁链误差矢量预测的PMSM直接转矩控制 [J], 金孟加;邱建琪;史涔溦;林瑞光
2.基于EKF PMSM定子磁链和转速观测直接转矩控制 [J], 刘英培;万健如;沈虹;李
光叶;袁臣虎
3.基于参考磁链矢量计算的PMSM直接转矩控制 [J], 宁博文;刘莹;程善美;秦忆
4.基于有效磁链滑模观测器的IPMSM直接转矩控制 [J], 张兴华;刘伟
5.一种基于非线性正交反馈补偿磁链观测器的PMSM直接转矩控制研究 [J], 李世博
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基于TaguchiBBD方法的PMSM齿槽转矩抑制
Ｒｅｄｕｃｉｎｇ Ｃｏｇｇｉｎｇ Ｔｏｒｑｕｅ ｏｆ ＰＭＳＭ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｔａｇｕｃｈｉ￣ＢＢＤ Ｍｅｔｈｏｄ
ＪＩＡ Ｊｉａ ( Ｃｕｎｊｉｎ Ｃｏｌｌｅｇｅ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｏｃｅａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｚｈａｎｊｉａｎｇ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５２４０００ꎬ Ｃｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｆｏｒ ｃｏｇｇｉｎｇ ｔｏｒｑｕｅ ｏｆ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍｏｔｏｒ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｍａｇｎｅｔ ｐｏｌｅｓ ｔｈｅ ｓｔａｔｏｒ ｉｒｏｎ ｃｏｒｅꎬ ｗｈｉｃｈ ｍａｙ ｃａｕｓｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｎｏｉｓｅꎬ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｔｏｒｑｕｅ ｒｉｐｐｌｅꎬ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎ￣ ｔｒｏｌ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ａｎｄ ｓｏ ｏｎꎬ ＰＭＳＭ ｗｉｔｈ ４８ ｓｌｏｔｓ ａｎｄ ８ ｐｏｌｅｓ ｂｅｉｎｇ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅꎬ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｔａｇｕｃｈｉ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｂｏｘ￣Ｂｅｈｎｋｅｎ ｄｅｓｉｇｎ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｃｏｇ￣ ｇｉｎｇ ｔｏｒｑｕｅ ｏｆ ＰＭＳＭ. Ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙꎬ Ｔａｇｕｃｈｉ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｒｒａｎｇｅ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ￣ｃｈｏｉｃｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｖａｒｉａｂｌｅｓ ｗｈｉｃｈ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｓｌｉｔ ｗｉｄｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔａｔｏｒ ｃｏｒｅꎬ ａｒｃ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔꎬ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｔｅｅｌ ｅｃｃｅｎｔｒｉｃｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓꎬ ａｎｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ. Ｔａｒｇｅｔ ｖａｒｉａｂｌｅｓ ｗａｓ ｌｏｃａｌ ｓｅａｒｃｈｅｄ ａｎｄ ｆｉｒｓｔ￣ ｃｈｏｉｃｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｖａｒｉａｂｌｅｓ ｗｉｔｈ ｇｒｅａｔｅｒ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｇｇｉｎｇ ｔｏｒｑｕｅ ｗａｓ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｔｏ ｇｅｔ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ￣ｃｈｏｉｃｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｖａｒｉａｂｌｅｓ. Ｂｏｘ￣Ｂｅｈｎｋｅｎ ｄｅｓｉｇｎ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｒｒａｎｇｅ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ￣ｃｈｏｉｃｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｖａｒｉａｂｌｅｓ. Ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｆｉｔ ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｖａｒｉａｎｃｅ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｔｅｓｔ ｔｈｅ ｖａｌｉｄｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｆｉｔｔｉｎｇ. Ｉｎ ｔｈｅ ｅｎｄꎬ ＢＢＤ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｇｌｏｂａｌ ｓｅａｒｃｈ ｆｏｒ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｔａｒｇｅｔ ｖａｒｉａｂｌｅ ａｎｄ ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｓ ｔｈｅ ｃｏｇｇｉｎｇ ｔｏｒｑｕｅ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｏｆ ＰＭＳＭ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔꎬ Ｔａｇｕｃｈｉ￣ＢＢＤ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｃｏｇｇｉｎｇ ｔｏｒｑｕｅ ｏｆ ＰＭＳＭ. Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｃｏｇｇｉｎｇ ｔｏｒｑｕｅꎻ Ｔａｇｕｃｈｉ ｍｅｔｈｏｄꎻ Ｂｏｘ￣Ｂｅｈｎｋｅｎ ｄｅｓｉｇｎꎻ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄｅｓｉｇｎ第 ５２ 来自 第 ４ 期 ２０１９ 年 ４ 月
ＪＩＡ Ｊｉａ ( Ｃｕｎｊｉｎ Ｃｏｌｌｅｇｅ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｏｃｅａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｚｈａｎｊｉａｎｇ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５２４０００ꎬ Ｃｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｆｏｒ ｃｏｇｇｉｎｇ ｔｏｒｑｕｅ ｏｆ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍｏｔｏｒ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｍａｇｎｅｔ ｐｏｌｅｓ ｔｈｅ ｓｔａｔｏｒ ｉｒｏｎ ｃｏｒｅꎬ ｗｈｉｃｈ ｍａｙ ｃａｕｓｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｎｏｉｓｅꎬ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｔｏｒｑｕｅ ｒｉｐｐｌｅꎬ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎ￣ ｔｒｏｌ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ａｎｄ ｓｏ ｏｎꎬ ＰＭＳＭ ｗｉｔｈ ４８ ｓｌｏｔｓ ａｎｄ ８ ｐｏｌｅｓ ｂｅｉｎｇ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅꎬ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｔａｇｕｃｈｉ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｂｏｘ￣Ｂｅｈｎｋｅｎ ｄｅｓｉｇｎ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｃｏｇ￣ ｇｉｎｇ ｔｏｒｑｕｅ ｏｆ ＰＭＳＭ. Ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙꎬ Ｔａｇｕｃｈｉ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｒｒａｎｇｅ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ￣ｃｈｏｉｃｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｖａｒｉａｂｌｅｓ ｗｈｉｃｈ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｓｌｉｔ ｗｉｄｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔａｔｏｒ ｃｏｒｅꎬ ａｒｃ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔꎬ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｔｅｅｌ ｅｃｃｅｎｔｒｉｃｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓꎬ ａｎｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ. Ｔａｒｇｅｔ ｖａｒｉａｂｌｅｓ ｗａｓ ｌｏｃａｌ ｓｅａｒｃｈｅｄ ａｎｄ ｆｉｒｓｔ￣ ｃｈｏｉｃｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｖａｒｉａｂｌｅｓ ｗｉｔｈ ｇｒｅａｔｅｒ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｇｇｉｎｇ ｔｏｒｑｕｅ ｗａｓ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｔｏ ｇｅｔ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ￣ｃｈｏｉｃｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｖａｒｉａｂｌｅｓ. Ｂｏｘ￣Ｂｅｈｎｋｅｎ ｄｅｓｉｇｎ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｒｒａｎｇｅ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ￣ｃｈｏｉｃｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｖａｒｉａｂｌｅｓ. Ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｆｉｔ ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｖａｒｉａｎｃｅ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｔｅｓｔ ｔｈｅ ｖａｌｉｄｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｆｉｔｔｉｎｇ. Ｉｎ ｔｈｅ ｅｎｄꎬ ＢＢＤ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｇｌｏｂａｌ ｓｅａｒｃｈ ｆｏｒ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｔａｒｇｅｔ ｖａｒｉａｂｌｅ ａｎｄ ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｓ ｔｈｅ ｃｏｇｇｉｎｇ ｔｏｒｑｕｅ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｏｆ ＰＭＳＭ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔꎬ Ｔａｇｕｃｈｉ￣ＢＢＤ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｃｏｇｇｉｎｇ ｔｏｒｑｕｅ ｏｆ ＰＭＳＭ. Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｃｏｇｇｉｎｇ ｔｏｒｑｕｅꎻ Ｔａｇｕｃｈｉ ｍｅｔｈｏｄꎻ Ｂｏｘ￣Ｂｅｈｎｋｅｎ ｄｅｓｉｇｎꎻ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄｅｓｉｇｎ第 ５２ 来自 第 ４ 期 ２０１９ 年 ４ 月
基于模糊参数优化的PMSM反推直接转矩控制
基于模糊参数优化的PMSM反推直接转矩控制徐艳平;雷亚洲;马灵芝;沙登卓【摘要】针对永磁同步电动机(PMSM)传统直接转矩控制(DTC)低速运行时存在的磁链转矩脉动大,逆变器开关频率不恒定等问题,提出了一种基于模糊参数优化的永磁同步电机反推直接转矩控制方法.实验结果证明了基于模糊参数优化的反推直接转矩控制可以有效地减小传统直接转矩控制中的磁链和转矩脉动,使逆变器工作在恒定的开关频率下,并且可实现对反推控制器参数的在线优化,大大节省了控制系统调试时间.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2015(045)012【总页数】5页(P12-16)【关键词】永磁同步电动机;直接转矩控制;反推控制;模糊控制;空间矢量调制【作者】徐艳平;雷亚洲;马灵芝;沙登卓【作者单位】西安理工大学电气工程系,陕西西安710048;西安理工大学电气工程系,陕西西安710048;西安理工大学电气工程系,陕西西安710048;西安理工大学电气工程系,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TM351永磁同步电机（PMSM）直接转矩控制（DTC）具有控制方式简单、转矩响应快、便于实现全数字化的优点［1］，但是存在磁链和转矩脉动大，逆变器开关频率不恒定等缺点。
目前改善传统直接转矩控制系统性能的方法有矢量细分法［2-3］，占空比控制方法［4］和空间矢量调制方法［5］等。
矢量细分法将基本电压矢量进行细化，根据电压矢量对磁链和转矩的作用，选择更为适合的电压矢量，但是矢量划分越细，控制就越复杂。
占空比控制方法则是考虑零矢量的作用，确定出作用有效电压矢量的占空比进行控制，但是占空比的准确计算及控制难以达到。
采用空间矢量方法可以达到减小磁链转矩脉动的目的，但这种方法中通常会使用PI 控制器来控制转矩性能，在一定程度上影响了系统的快速性。
反推控制方法［6］是针对不确定性系统的一种系统化的控制器综合方法，目前反推控制方法已经用于永磁同步电机控制中［7-8］。
PMSM-DTC与SVM-PMSM-DTC仿真对比
PMSM-DTC与SVM-PMSM-DTC仿真对比
张强;韩如成;李宁
【期刊名称】《工业控制计算机》
【年(卷),期】2014(027)001
【摘要】针对传统PMSM-DTC存在的定子磁链以及转矩脉动问题,将空间矢量调制技术同永磁同步电机直接转矩控制相结合.在Matlab/Simulink以及SimPower System环境下,搭建传统PMSM-DTC仿真系统,同时设计并搭建SVM模块,将其应用于PMSM-DTC系统中.最终仿真结果表明,SVM可以明显的改善定子磁链以及减少转矩脉动.
【总页数】3页(P46-48)
【作者】张强;韩如成;李宁
【作者单位】太原科技大学电子信息工程学院,山西太原030024;太原科技大学电子信息工程学院,山西太原030024;太原科技大学电子信息工程学院,山西太原030024
【正文语种】中文
【相关文献】
1.流体仿真平台对汽车外流场仿真能力的对比研究 [J], 朱晖;杨志刚;谭鹏;丰成杰
2.基于无速度传感器技术的 PMSM-DTC 仿真研究 [J], 冯春华;张海涛
3.地铁头车车体静强度仿真与试验对比及仿真模型修正 [J], 李娅娜;程则岭
4.CAM自带仿真模块与VERICUT仿真对比与综合运用 [J], 曹彧;邓集松
5.三相暂态仿真与正序暂态仿真对比分析 [J], 张乔榆
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基于ILC算法和SVM调制的PMSM DTC控制
基于ILC算法和SVM调制的PMSM DTC控制张志文;赵健康;周腊吾;严小敏;安柏楠【摘要】There are big ripples in PMSM on torque and speed when using traditional DTC which gets the combination of the basic space voltage vector through the preset switch. This paper firstly presents the basic principles of PMSM SVM-DTC, ensuring the stability of the inverter switching frequency and effective compensation of stator flux bias by getting optimal voltage vector through SVM. In order to further improve PMSM torque and speed pulsation, on the basis of the SVM technology, it constructs iterative learning controller by ILC algorithm to compensate the system speed error online, and acts on PMSM DTC system. Through simulation and experiment, the results show the improved method has a good effect on improving the stability of torque and speed, enhancing the robustness of the system and verifying the feasibility of the ILC algorithm in improving torque and speed ripple for PMSM.%传统PMSM DTC通过预制开关电压表获得基本空间电压矢量的组合,转矩和转速的波动程度比较大.给出了PMSM SVM-DTC控制的基本理论,通过SVM调制得到最佳的电压矢量,保证逆变器开关频率的恒定以及对定子磁链偏差的有效补偿.为使PMSM转矩和转速脉动得到进一步改善,在SVM技术的基础上,再结合利用ILC算法构成迭代学习控制器,对系统转速误差进行在线补偿,将ILC算法和SVM技术共同作用于PMSM DTC控制系统中.仿真与实验结果表明这种改进方法在提高PMSM转矩和转速稳定程度上有比较好的效果,提高了控制系统的鲁棒性,从而证明了ILC算法改善PMSM转矩转速脉动的可行性.【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2017(045)019【总页数】8页(P63-70)【关键词】PMSM;DTC;SVM-DTC;SVM调制;迭代学习;ILC算法【作者】张志文;赵健康;周腊吾;严小敏;安柏楠【作者单位】湖南大学电气与信息工程学院,湖南长沙 410082;湖南大学电气与信息工程学院,湖南长沙 410082;长沙理工大学电气与信息工程学院,湖南长沙410114;湖南大学电气与信息工程学院,湖南长沙 410082;湖南大学电气与信息工程学院,湖南长沙 410082【正文语种】中文近年来，PMSM因其转矩惯量比高、能量密度高以及效率高等优良特性而备受关注，尤其是永磁材料的快速发展对其不断推动，促使PMSM的应用范围变得越来越广泛[1-2]。
内置式永磁同步电机齿槽转矩优化方法分析 金云川
内置式永磁同步电机齿槽转矩优化方法分析金云川发表时间：2018-06-12T10:11:52.547Z 来源：《电力设备》2018年第5期作者：金云川[导读] 摘要：针对内置式永磁同步电机存在的齿槽转矩问题，根据一台250W空调用永磁同步电机，本文分析了齿槽转矩产生原因，基于能量法和傅里叶分解法分析了齿槽转矩的表达式，并基于此公式推导出齿槽转矩的优化方法。
（卧龙电气集团浙江绍兴 312300）摘要：针对内置式永磁同步电机存在的齿槽转矩问题，根据一台250W空调用永磁同步电机，本文分析了齿槽转矩产生原因，基于能量法和傅里叶分解法分析了齿槽转矩的表达式，并基于此公式推导出齿槽转矩的优化方法。
对一台内置切向式永磁同步电机，通过有限元解析，将优化后电机的齿槽转矩与优化前进行了对比，证明所提出方法是有效的。
关键词：内置式永磁同步电机；齿槽转矩；优化方法引言近年来，随着国家节能减排的要求，永磁同步电机越来越多的应用于家用及商用空调领域。
而内置式永磁同步电机具有高功率密度，高效率和更宽广的恒功率转速范围等优点，逐渐成为空调电机的发展方向。
但内置式永磁同步电机同样具有更大的齿槽转矩和转矩波动。
齿槽转矩是由永磁体与定子齿相互作用产生的，会影响电机控制的精度，并且会导致振动和噪声，影响空调的舒适性。
1、永磁同步电机齿槽转矩原理由表达式可以看出齿槽转矩同定子齿槽结构等相关，同时与磁通的平方成正比，适当减低磁通密度可以降低齿槽转矩，但是降低磁通密度带来的主要影响是电机性能的降低，因此减小dR/dθ是抑制齿槽转矩的有效办法。
齿槽转矩在电机旋转时主要表现为转矩脉动，虽然其对电磁平均转矩没有明显影响，但是对速度波动、电机振动和噪音有明显的影响，试验表明：只有Br（θ）的nz/2p次谐波分量对齿槽转矩产生作用，其他谐波分量对齿槽转矩基本无影响，针对此，采用常见方法如下所示。
2、永磁同步电机齿槽转矩优化方法 2.1、齿槽转矩的优化从上述理论分析可知，齿槽转矩主要有气隙磁导和气隙磁密的傅里叶分解系数产生的影响，气隙磁导角度减弱齿槽转矩的方法主要有斜槽、不等气隙、改变槽口宽度等，气隙磁密角度可以采取极弧系数优化、不等厚永磁体等方法减小齿槽转矩，对于分数槽电机，还可以通过槽数和极数的配合改善齿槽转矩。
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基于SVM-CS0算法的PMSM齿槽转矩优化曹文耀，胡弼，胡土雄，王伟(广东工业大学，广东广州510006)摘要为了削弱永磁同步电动机的齿槽转矩，首先推导齿槽转矩的解析表达式，使用An//分析25组削角尺寸下的齿槽转矩，以此为样本空间，利用支持向量机（Support Vector Machine，SVM)获得目标函数，通过纵横交叉算法（Cri;cr4S optimization algorithm，CSO)算法求解得到最优的削角尺寸。
最后与有限元软件仿真结果对比，验证了本方法的正确性，为削弱齿槽转矩提供一种新思路。
关键词永磁体削角;齿槽转矩;支持向量机;CSO算法DOI：10.3969/J. ISSN. 1008-7281.2018.04.01中图分类号:TMA01.A文献标识码:A文章编号:1008-7281 (2018)04-0001-004PMSM cogging torque optimizating based on SVM-CSO algorithmCao Wenyao，Hu B i，Hu Tuxiong，and Wang Wei(Guangdong Un iversit y of T ec hnology，Guangzliou 510006, C h i na)A b stract In onder to weaken the cogging torcN ue of pernianent-magnet synchronous motor，the analytical expression of the cogging torque is first deduced，and the cogging torques under25 chamfer dimensions are analyzed by using Ansys.Taking it as a sample space，the objective function is obtained by Support Vector Machine(SVM)and the optimal chamfer size is calculated through the Crisscross Optimization Algoritlim (CSO).F in e ly，compared witli the simulation results of finite-element soft'w are，the correctness of the proposed method is verified.It provides a new idea to weaken the cogging torque.K ey words Permanent magnet chamfer;cogging torque;SV M;CSOalgorithm0引言随着永磁材料性能的不断提高，永磁电机的 应用 。
永磁体与电 用产的齿槽转矩是永磁电机固有问题，始终无法避 免。
齿槽转矩会引起转矩波动，导致电机振 动 ，的 [1]。
一 的永磁体削角既能 齿槽转矩与，能 永磁体材料，本。
'2 ]利用Ma x well2D对一款无 电动机永磁体不同削角的 对比与分析，找出最佳削角。
[3]对表贴式永磁同步电机齿槽转矩削弱问题，提了削角比 数的最 确定方法。
[4]对不同 削角磁极对应的齿槽转矩 算，找到最佳削角 。
文[5 ]推导无槽口电机的削角永磁体齿槽转矩的 解析表达式，并分析了削角对气隙磁 的影响。
解析法的局限性，[4]确算永磁体削角后的齿槽转矩 。
[2]24组永磁体削角尺寸 分析，最终找到的削角优点。
本对比分析25组永磁体 削角的 ，此 利用支持向量机 •数 ，获得齿槽转矩目标函数，然后通过纵横交叉算法求解确定永磁体的最佳削角方式。
Ma x well2D仿真分析结果 ，本方法 有的，为P M S M磁极削角降低齿槽转矩提供了一 种新思路。
1齿槽转矩解析分析齿槽转矩 电 齿 永磁体 间 用 的 向分量引 的转矩，表 为不通电下，电机磁场能量W对定转 对 角！的负 导数。
电 导磁率为无 的 ，可以得出电机 磁场能量的 表达式$!$959+$雨=1#"*2/0 ⑵式中，— 磁场能量;$PM—永磁体存储的磁场能量;# 一真空磁导率。
电机的 磁 电枢表面有规律分布，可表为利用式(3)整理式(2)可得w-=#I*2"f⑷式中，％$，！）、M$)—为有效气隙长度、沿圆周 方向分布的永磁体充磁方向 永磁体剩磁。
*■($)沿圆周的分布 ，对*1($)进行傅里叶分解可得($) =*〇+# *…cos2np0(5)n=l考虑定转对位置的影响后，对l hJ)i%$，a)]傅里叶分解可得[h j e W%，!)]=6。
+&|68，($ + !)(+)综合以上各式，并利用三角函数满足的积分 关系式，得到不考虑斜槽时的齿槽转矩表达式为,8?(!) =^#"(9= -91=) #n6n*1p2n(_)(7)式中人一电 轴向 ；9一电枢外半径; 9一电枢轭内半径;n—使n72p为整数的整数;—傅里叶分解系数。
2永磁体削角设计2.1表贴式永磁电机主要技术参数本文研究对象的主要技术参数见表1。
表1主要技术参数额定电压&220V额定转速:1000r/min额定功率&270W磁极厚度:6mm磁极材料:铁氧体_______磁极结构:面包状22永磁体不同削角分析本文以永磁体厚度为6m m，宽度为12m m，结构为面包状，径向充磁的12槽10 表式永磁同步电机为 分析。
提永磁体削角方式见图1，具有两个自 ，通过改变永磁体边缘"、；的值，即得到不同的削角永磁体。
U)无边缘削角（b)边缘削角图1永磁体的削角方式永磁体削角后的结构如图2所示。
图2永磁体削角电机结构图述削角方式，按照不同,"、；值对永 磁体 边缘削角，这里初步 25组尺寸配合，Ansy2Maxwell 2D仿真分析得到对齿槽转矩的值见表2。
这里的仿真时间 为6s，即1个周波。
表2永磁体削角对应的齿槽转矩单位（mm)齿槽转矩(m Z M);=1;=2;=3;=4;=5 a=1694.85672.89579.51360.89138.55a=2635.98584.24495.49301.84127.87a=3523.47456.58395.01217.06128.14a=4394.51286.92258.97127.74185.55a=5241.73135.21160.37180.15210.953削角尺寸优化齿槽转矩与电机参数之间 非线性的，难以建立准确的数学关系式。
这里 永磁体边缘尺寸"、；为 量，以齿槽转矩为目标函数进行优化。
本文先采用支持向量机回归算法对目标函 数建模，然后通过纵横交叉算法对其进行寻优。
3.1支持向量机回归支持向量机（Suppo/ Vector M achine，SVM)论的核心，主要用于解决二值分类问题。
S V M在机器学习方面性能优良，其用已拓展至一类分类问题、多类分类问题及回归问题。
通过〇=5,6 =5 〇=3,6=1 〇=2,6 =5 〇=2,〇=2 〇=1,6=4[mm]图3实际值与预测值对比图图可以看出，S V M 回归模型对目标函数的果较好，可用CS 0算法的 函数。
3.2C S 0算法寻优纵横交叉算法（ crisscross optimization algo -rithm ，C S 0)是一种种群的随机 算法[7]，纵横交叉 次种化分 横向和纵向解，两种算子交，同时次交叉运算后引入 ， 最优的个体 ^4入下次 $C S 0的 为由横向交叉算子、纵向交叉算算子一起构成。
两个不同个体 所有维之间的一种算数交叉称为横向交叉，个体?+)?(i )的/维横向交叉，则产生的 使用以下公式'MSh c ( i ，d ) =rt x X ( i ，d ) + (1 -T ) )X (j ，d ) +Cl x X(i ，d ) -X (j ，d )A S h C (j .，d ) =r x X C /，d ) +(1 -r )X (+d ) +.CiXX (j ，d ) -X (i ，d )(9)式中，d $ (1，D )，r i ，r —(0，1)之间的随机数;c )，引入核函数，S V M 能 维问题的维度，并能更好的求解非线性问题。
作为 学习理论中5种常用核函数之一，高斯径向基核函数目前是 S V M 的常用 。
给定&组样本数据+ -，',，< =1，2，'，&，通过非线性映射将数居—央射到高维特征空间6,并在6线性 。
对述+-，'丨，于结构风险最小化使用核函数来求解凸二次规划，进而获得支持向量机模型[+]。
/(-) = # !<(-，-) +;(C)式中，>—支持向量的数量；！一拉格朗日常数; <(-，-)—核函数;;一阈值。
25组尺寸配合中的20组对S V M 算法进 ，利用剩下的5组对S V M 的果进行验证。
值与 值的对比 见图3。
c i 一（ -1，1)间的随机数;X ( + d )，X (j ，d )—父种 个体 X(+和X(j ')的d维;M ShJ + d h M S h ^(j '，d )—通过横向交叉产生的第d维。
所有个体 两个不同维之间的一种算数交叉称为纵向交叉；种的第d i 维d i 维参与纵向交叉，以下公式可得到个体 X (+的d 1维di 维通过纵向交叉的第d 1维后代，表为A S E ( + d 1)A S e ( i ，d , ) =r x X( i ，d , ) +(1 -r ) X ( i ，d 2 ) (10)式中，d 1，d 2$F (1，D )，Z $F (1，M )，r $G (0，1)C S 0算法以削角尺寸"、；为优化变量，S V M回归模型为目标函数，其具体参数为:种群数量30，最化代数100，纵向交叉率0. 8。
优化结果如图4所，最佳削角尺寸为"=3. 8477，； =4. 3537，对应的 Torque = 115.29m Z M 。
图5优化后PMSM 齿槽转矩4结语本文以12槽10极表贴式永磁同步电机为 ，使用A n s y s 软件对永磁体不同肖U 角时的齿槽转矩 仿真分析。
以25组数据为样本空间，通过支持向量机算法建立目标函数，并使用纵117.25117.00g 1116.75 ^ 116.50 县 116.25 1116.00.H 115.75115.50115.252040 60 80100generation图4 CS 0算法寻优结果3.3仿真验证SVM -C S 0算法优化过的削角尺寸"=3. 8477，； =4. 3537 代入 Maxwell 2D 仿真，结果见 图5，过优化后的齿槽转矩为115. 62 m Z M ，与算法求解值115. 29。