發(fā)布時(shí)間：2021-02-03 22:26

　　由于混合永磁記憶電機(jī)（HPMMM）永磁體在線充磁與去磁時(shí)轉(zhuǎn)子磁鏈定向難度大,針對(duì)HPMMM永磁體在線調(diào)磁時(shí)磁鏈觀測(cè)精度不高的問(wèn)題,提出了一種基于全階狀態(tài)滑模觀測(cè)器的混合磁鏈觀測(cè)方法。該方法采用全階磁鏈觀測(cè)器并結(jié)合滑模反饋部分保證電流觀測(cè)值收斂于真實(shí)值,同時(shí)對(duì)HPMMM定子電流與轉(zhuǎn)子磁鏈實(shí)時(shí)觀測(cè),進(jìn)而獲得更高精度的轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)。全階狀態(tài)滑膜觀測(cè)器應(yīng)用于HPMMM矢量控制策略中,優(yōu)化了系統(tǒng)整體控制復(fù)雜程度。最后通過(guò)仿真對(duì)比分析,相比傳統(tǒng)永磁同步電機(jī)而言, HPMMM調(diào)速范圍更寬,交直軸電流波動(dòng)較小,收斂于實(shí)際磁鏈速度更快,表明該方法能進(jìn)一步提高交流脈沖對(duì)HPMMM充磁和去磁時(shí)磁場(chǎng)定向的準(zhǔn)確性,增加系統(tǒng)參數(shù)魯棒性、穩(wěn)定性。 

【文章來(lái)源】：水下無(wú)人系統(tǒng)學(xué)報(bào). 2020,28(02)北大核心

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【部分圖文】：

HPMMM結(jié)構(gòu)Fig.1StructureofHPMMM

2020年4月水下無(wú)人系統(tǒng)學(xué)報(bào)第28卷196JournalofUnmannedUnderseaSystemswww.yljszz.cn施加反向調(diào)磁脈沖電流時(shí),鋁鎳鈷和釹鐵硼混合永磁體會(huì)共同作用,最終將混合磁通推向永磁體內(nèi)部,削弱內(nèi)部磁場(chǎng),達(dá)到弱磁的目的。圖2為HPMMM驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)原理框圖。根據(jù)光電編碼器與速度PI環(huán)得出電機(jī)速度反饋需求,調(diào)磁電流分配控制器與可控調(diào)磁電流變量作用于調(diào)磁電流控制器。調(diào)磁電流控制器與調(diào)磁電流變換器共同對(duì)調(diào)磁電流進(jìn)行控制與調(diào)節(jié),產(chǎn)生可控調(diào)磁電流變量,實(shí)現(xiàn)了在線調(diào)磁的目的,增強(qiáng)了系統(tǒng)靈活性。圖2HPMMM調(diào)磁原理框圖Fig.2BlockdiagramofHPMMMfluxtuning2HPMMM數(shù)學(xué)模型當(dāng)無(wú)脈沖調(diào)磁時(shí),HPMMM可以等效為一臺(tái)傳統(tǒng)PMSM,其數(shù)學(xué)模型與傳統(tǒng)PMSM相似。由于實(shí)際調(diào)磁過(guò)程中,2種永磁體之間存在交叉耦合效應(yīng)以及漏磁等多種復(fù)雜因素,2種磁鏈同時(shí)確定難度較大。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)HPMMM永磁磁鏈進(jìn)行精準(zhǔn)控制,建立精確的數(shù)學(xué)模型,將2種復(fù)雜的磁鏈等效成一個(gè)混合永磁磁鏈,合并為一個(gè)輸入變量。采用交直軸(d-q)轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系來(lái)量化和表述HPMMM的各種性能,直軸分量di和交軸分量qi對(duì)電機(jī)作用均不相同。因此文中選擇在d-q轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中,采用矢量控制策略。在忽略電機(jī)內(nèi)部溫度變化、渦流與磁滯損耗影響的情況下,可以建立HPMMM在兩相d-q旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,具體模型如下。電壓方程0()1.500dSdeqsfdqedSqesfqepmffsffffuRsLLsMiuLRsLMiiuMRsLi(1)式中:du,uq和fu分別為定子d軸、q軸和調(diào)磁繞組電壓

2020年4月水下無(wú)人系統(tǒng)學(xué)報(bào)第28卷198JournalofUnmannedUnderseaSystemswww.yljszz.cn圖3全階狀態(tài)滑模磁鏈觀測(cè)器結(jié)構(gòu)圖Fig.3Structurediagramoffull-orderstateslidingmodefluxlinkageobserver圖4系統(tǒng)整體仿真模型框圖Fig.4Blockdiagramofsystemoverallsimulationmodel階狀態(tài)滑模觀測(cè)器算法的可行性與穩(wěn)定性,對(duì)傳統(tǒng)PMSM與HPMMM系統(tǒng)進(jìn)行仿真,并且對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析比較。表1HPMMM設(shè)定參數(shù)Table1SettingparametersofHPMMM參數(shù)數(shù)值參數(shù)數(shù)值定子電感/mH13定子電阻/0.985額定轉(zhuǎn)速/(r·min–1)1000轉(zhuǎn)子永磁磁鏈/Wb0.3阻尼系數(shù)/(N·m·s)0.008轉(zhuǎn)子極對(duì)數(shù)/p4轉(zhuǎn)動(dòng)慣量/(kg·m2)0.03——4.1仿真結(jié)果傳統(tǒng)PMSM初始給定負(fù)載設(shè)置為0N·m,由靜止起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速1000r/min后,在0.2s時(shí)刻給定負(fù)載突變?yōu)?0N·m時(shí),經(jīng)過(guò)約60ms波動(dòng)后,進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)。圖5為該電機(jī)在0.2s突加負(fù)載后的運(yùn)行特性曲線。圖5電機(jī)突加負(fù)載運(yùn)行特性曲線Fig.5Characteristiccurvesofmotoroperationundersuddenload

【參考文獻(xiàn)】：
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