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永磁同步电机控制技术杨-四川永磁同步电机-直流无刷电机

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东芝公司和日本铁道综研所自1992年起共同开发铁道车辆用永磁同步电机,2000年开始对通勤铁路和地铁车辆用永磁同步电机进行开发。经过多年的发展,现已成功研制了具有世界先进水平的永磁同步电机产品,在多种轨道交通车辆上投入运用。




  (1)永磁同步电机的特点和优势
  永磁同步电机具有高效率、全封闭自冷、小型轻量化、大扭矩输出、直接驱动等特点,与感应电机相比具备以下几个优势:首先,永磁同步电机能效 1级,由于转子是永磁铁,不需要转子线圈,从而减少了旋转时的铜损,总损耗可减少2/3;其次,采用永磁体、全封闭和无传感器控制的驱动方式,使得结构简单化、轻量化;第三,封闭结构保证了没有外部尘埃的侵入,能够减少部件损害,且维护简单;第四,与200kW级感应电机相比,噪声降低了12dB(A)。



  (2)永磁同步电机用逆变器
  由于逆变器不能驱动多个永磁同步电机,在电机与逆变器间要有开放的接触器,这可能会导致逆变装置的大型化。为大限度地克服这一缺点,东芝公司开发了“四合一”逆变装置——以4个独立控制逆变器单元为1组的集约型逆变装置。这种“四合一”逆变装置具有与感应电机逆变器同等规模的尺寸,利用高可靠性的接触器、碳化硅功率半导体器件,可实现小型化和高效率。


永磁同步电机的调速主要通过改变供电电源的频率来实现。目前常用的变频调速方式有转速闭环恒压频比控制(v/f)、转差频率控制、基于磁场定向的矢量控制(Vector Control)以及直接转矩控制(Direct Torque Control)。




1、转速闭环恒压频比控制
转速闭环恒压频比控制是一种常用的变频调速控制方法。该方法是通过控制V/f恒定,使磁通保持不变,并以控制转差频率来控制电机的转矩和转速。这种控制方法低速带载能力不强,须对定子压降实行补偿,因该控制方法只控制了电机的气隙磁通,不能调节转矩,故性能不高。但该方法由于实现简单、稳定可靠,调速方便,吉安永磁同步电机,所以在一些对动态性能要求不太高的场合,如对通风机、水泵等的控制,仍是首的方法。




2、转差频率控制
转差频率控制的突出优点就在于频率控制环节的输入是转差信号,而频率信号是由转差信号与实际转速信号相加后得到的,这样,在转速变化过程中,实际频率随着实际转速同步地上升或者下降。尽管转差频率控制能够在一定程度上控制电机转矩,空调永磁同步电机效率,但它依据的只是稳态模型,并不能真正控制动态过程中的转矩,从而得不到很理想的动态控制性能。


什么是低压 永磁同步电机力矩控制




永磁同步电机在汽车上的应用越来越广泛,从动力驱动到转向刹车的执行机构,都可以见到其踪影。做控制的人都知道,任何电机的控制,永磁同步电机控制技术杨,无非三种不同的控制目标:
位置控制:想让电机转多少度它就转多少度
速度控制:想让电机转多快它就转多快
力矩控制:想让电机出多少力它就出多少力



传统的异步电机线圈烧坏故障率高达8%以上,主要与电机的热保护和电工材料的品质有关。本公司CM500系列永磁同步电动机线圈内埋有热敏元件,当线圈温升达到F级绝缘极限温升105K时,驱动器通过热敏元件采集的温度信号对电机实行过热保护,确保电机安全运行,同时电机定子采用两次真空浸漆工艺,大大提高了定子合格率


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