从1980年开始,国外启动了变频器大功率永磁同步电机的研究。使用逆变电源供电的永磁同步电机的结构与直接启动永磁同步电机大致相似,但大多数取消了阻尼绕组。因为不存在阻尼绕组,所以永磁材料的升温会被有效抑制,使得电动机转矩惯性比上升时,电动机的转矩脉动会有所下降等。,永磁同步电机的原来的电机特性在加上逆变电源时会有一定的影响,和恒定频率下的永磁同步电机作比较我们可以发现,其稳态特性和瞬态特性会有所不同。39044
根据调速系统快速动态性能和高效率的要求,G.R.Slemon等人提出了现代永磁同步电机的新型设计方式,相应设计出的永磁同步电动机具有效率高、力矩惯量比高、能量密度大等优良特性,而永磁同步电动机伺服驱动性也相应地有所提高。D.Nuaning等人研究出了一种使用16位单片机8097作为控制器的永磁同步电动机矢量控制系统,这种系统具有精度高、动态响应快以及全数字控制等优良特性。永磁同步电动机矢量控制系统转速控制器大部分使用比例积分(N)控制。N控制器具有结构简单、性能良好,对被控制对象参数变化不敏感等优点。自适应控制技术能够改善控制对象和运行条件发生变化时控制系统的性能。N.Matsui,J.H.1ang等人将自适应控制技术应用于永磁同步电动机调速系统。通过仿真和实验结果我们可以看出,在电动机参数发生改变时,调速系统可以通过自适应控制技术保持稳定的性能。通过在线识别使用速度控制系统的电机参数,就可以提高控制系统的鲁棒性。在电力传动领域,B.K.Bose等人始终着力于人工智能技术的开发与应用,得到了良好的科研成果。论文网
尽管与调速永磁同步电动机相比,无刷直流电动机的成本低廉,控制方便,检测便捷。但在转矩脉动这一方面,无刷DC电动机明显会比较大,相应的其在铁芯上的损耗也是很大的。因此,在调速永磁同步电动机再低速直接驱动运行时的性能远远优于无刷直流电动机及其它交流伺服电动机。当然,现在在研发高性能调速永磁同步电动机的同时,我们也碰到了几个棘手的问题,这需要我们更进一步的研究和探讨。存在的主要问题如下:
(1)调速永磁同步电动机在使用过程中出现“退磁”现象,而且在低速时也存在齿槽转矩对其转矩波动的影响。
(2)控制器调节性能一定情况下受到了检侧误差的影响, 而这种影响能够被开发高精度的速度和位置检侧器件以及实现无传感器检测方案所克服。
(3)调速永磁同步电动机具有相应的非线性、强藕合性和时变性, 而且其伺服对象的不确定性和非线性也较强,有不同程度的干扰会影响系统的运行。所以当前科研人员研发高性能调速永磁同步电动机伺服系统遇到了一些主要的关键问题,而研究有效控制策略,发展有效的控制系统实现方式如基于控制,从而从整体上使得系统朝着智能化、数字化方向发展,这成为了当前调速永磁同步电机研究的重中之重。
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