综合提高感应电机直接转矩控制性能的方法

用参数自适应法设计出定子磁链观测器,并将定子磁链观测器应用于直接转矩控制系统中,取代了传统的积分器.采用两个有效电压矢量取代传统的一个电压矢量,通过精确计算两个有效电压矢量和一个零矢量的作用时间,控制磁链轨迹在稳态运行中始终保持圆形.仿真结果表明综合提高了感应电机直接转矩控制性能.     

空间矢量调制的PMSM变磁链直接转矩控制

针对传统直接转矩控制的磁链误差和转矩脉动大等问题,结合空间矢量调制技术,提出一种改进的直接转矩控制方法.首先采用直接转矩控制系统i_d=0控制方式,避免了永磁体的去磁和磁路饱和问题;然后采用空间矢量调制技术,从而可以选择任意大小和方向电压矢量,保证了实际矢量轨迹逼近基准圆轨迹;建立磁链、转矩双闭环回路,采用磁链、转矩控制器调节磁链、转矩,以提高电机控制性能.仿真结果表明改进的直接转矩控制算法降低了转矩脉动,保证了系统具有良好的动态性能.     

动车组牵引传动三电平逆变器SVPWM控制

提出了适用于高速动车组牵引传动中三电平逆变器控制的空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制策略.动车组起动和低速阶段要求转矩脉动小,采用恒定最大开关频率控制的三电平异步调制策略;高速时,要求逆变器在低开关频率下的良好谐波性能,在中高速和高速分别采用4脉冲和2脉冲同步调制策略.仿真结果与实测动车组牵引电机电压波形进行了对比,证实了SVPWM控制策略的有效性.     

一种计算负序电流的新方法

提出一种基于空间矢量旋转变换的负序电流计算方法并将其应用于感应电机定子绕组故障诊断.由于实际电网的基波频率存在偏差,因此首先利用基波在信号中所占比重最大的特点来确定基波频率ω1.根据得到的基波频率值,将电流空间矢量进行基波频率的旋转变换,使基波的负序分量转变为静止分量,通过均值滤波就可以得到负序电流的值.当感应电机的定子绕组出现故障时,可以根据负序电流的大小进行故障的诊断.将提出的方法用于定子故障时负序电流的计算,实验结果表明,这是一种可行并且有效的方法.     

一种NPC三电平逆变器驱动PMSM的FCS-MPTC改进策略

针对三电平逆变器驱动永磁同步电机系统的计算量大、中点电压不平衡问题,提出一种中点钳位型三电平逆变器驱动永磁同步电机的有限集模型预测转矩控制改进策略.首先通过电磁转矩与定子磁链的无差拍方法,直接估算单个控制周期内所需电压矢量,避免有限集模型预测转矩控制算法对所有27个基本电压矢量的遍历寻优,然后通过对扇区细分优化矢量的选取,将电压矢量所在扇区的控制集元素数量降低至5个,进而减少系统运算量;最后在目标函数中引入中点电压约束,以实现中点电压平衡控制,同时采用磁链和转矩误差率评估代替传统的误差评估,消除权重系数,降低系统复杂性.仿真结果表明,提出的改进策略能有效降低有限集模型预测转矩控制算法计算量,实现对磁链、电磁转矩和中点电位的协同控制,且动静态性能良好.     

未知负载和转子电阻的交流感应电机自适应控制

基于自适应观测控制器设计了三相交流感应电机调速系统,该控制器在未知电机转子电阻和负载及不需要测量磁链情况下,可同时且不受限制地单独控制电机转速(转矩)和磁链.控制器只测量转速、电压和电流信号自适应估计磁链和未知参数.用该控制方法设计了两相坐标轴磁场定向电机模型,系统不存在非线性,因此适合离散化和DSP系统的数字实现.     

电动助力转向用无刷直流电机直接转矩控制方法研究

结合EPS系统的功能特点,提出1种适用于汽车转向的无刷直流电机(BLDC)系统直接转矩控制(DTC)方法,以提升汽车转向系统的控制性能。从BLDC系统的转矩特性和磁链特性的关系入手,根据电机系统的转矩、磁链跟踪误差及定子磁链所处扇区号,查询预先规划的离线查找表(LUT),直接输出最优的电压空间矢量。并基于Matlab/Simulink仿真平台进行BLDC调速系统的仿真实验。结果表明,DTC方法可以对电磁转矩脉动进行有效控制,而且能大大提高BLDC的动、稳态驱动性能,提供了1种适用于电动助力转向EPS系统控制的新思路。     

一种新型无速率传感器的直接转矩控制方案

无速度伟感器异步电动机的直接转矩控制系统大多采用模型参考自适应的方法来实现。基于以电机定子电流磁链为状态变量的状态方程的推导,提出了用卡尔曼滤波器方法来实现定子磁链和转速估计,并给出了卡尔曼滤波的算法。     

异步电动机的微机矢量控制系统

本文根据滑差矢量控制原理,将一恒转差控制的电流型逆变器异步电动机控制系统改进成为滑差矢量控制系统,并用一台单板机控制.为消除脉动转矩对电机运行性能的影响,系统在低频时以 PWM 方式工作.文中还给出了当逆变器由一种工作方式向另一种工作方式转换时,为保证异步电动机定子电流的相位不发生跳变的控制方法.     

一种改进型自抗扰控制器在船舶电力推进中的应用

为了解决船舶电力推进中转子磁场定向矢量控制定子电压方程中耦合项的影响,获得更好的动态性能和鲁棒性,本文提出了一种改进型自抗扰控制器,对自抗控制器典型结构做了一定的简化,并将其应用于船舶电力推进中的异步电机转子磁场定向矢量控制,实现了船舶电力推进中的异步电机磁链和转矩的快速调节。仿真结果表明,该控制系统具有优异的动态控制性能,而且参数鲁棒性较强。     

永磁同步电动机模糊直接转矩控制的研究

为了提高系统的稳定性和响应速度，将模糊控制技术用于永磁同步电动机控制中，提出了一种新的模糊控制方案．引入零矢量控制，对模糊控制规则进行简化．仿真实验结果表明，与一般直接转距控制相比，模糊直接转距控制的磁链轨迹更接近于圆形；转速能在很短的时间内上升到稳定值；当受到外部干扰时，转距能快速、平稳地变化，达到新的稳态值；电流稳态波形的高频成分大大减少．     

电动汽车永磁同步电机驱动系统的制动研究

以基于SVPWM控制的电动汽车永磁同步电机驱动系统的制动工况为研究对象,重点对电机的两种制动方式(基于电机损耗控制的制动和再生制动)、两种制动方式在系统中的综合运用进行了分析,并提出了一种新的基于电机损耗控制的制动方法,它综合考虑了电机的铜耗和铁耗.通过仿真对比分析,指出再生制动性能最好,新的制动方式比只考虑铜耗的制动方式性能好,因而更适合在不能采用再生制动的场合运用.总结了新的制动方式的控制电流与电机制动转矩、转速及电机定子电阻和铁耗等效电阻的关系.     

采用微机进行磁通轨迹控制的GTO逆变器的研究

研制了采用磁通轨迹控制方法,用单片机生成控制信号的电压型GTO交流传动系统。该系统采用的是INTEL公司的准十六位单片机8098,开发装置由AST286微机和MCS-96BH串行通讯板组成。在对磁通轨迹的控制中,充分发挥8098的乘除运算功能,对电压矢量的时间进行计算,控制信号由高速输出口HSO输出,经光电隔离放大,驱动主电路的六支GTO,带动电机工作。磁通轨迹控制法以控制磁通轨迹近似为圆形为目的,尤其在低频时,轨迹更近似为圆,噪声小,无低频转矩脉动现象,具有恒磁通调速特性。同时,算法较直观。另外,系统中设有过电压、过电流软件保护。实际运行表明,系统可以平滑调速,稳定运行。     

谐波转矩对高速列车齿轮箱体与牵引电机振动特性的影响

为研究机电耦合作用下齿轮箱体和牵引电机的振动幅值、频谱分布及其随高速列车行驶速度的变化趋势, 分析了三相逆变器输出电压谐波频率分布与牵引电机谐波转矩, 建立了传动系统扭振模型; 基于直接转矩控制理论与车辆系统动力学理论, 搭建了牵引电机控制模型和高速列车多体动力学模型; 通过Simulink和SIMPACK联合仿真平台对比了恒力矩输入与含有谐波转矩的力矩输入模型, 分析了不同速度下牵引电机谐波转矩对高速列车齿轮箱体和牵引电机振动特性的影响。分析结果表明: 当高速列车以250 km·h-1的速度匀速运行时, 齿轮箱体大齿轮上方纵向振动、小齿轮上方纵向与垂向振动受牵引电机谐波转矩影响显著, 在700 Hz主频处振动加速度幅值显著增大, 该频率恰为牵引电机输出转矩基波频率的6倍; 在谐波转矩的影响下, 牵引电机在52 Hz主频处横向振动加速度幅值增加52.78%, 在49 Hz主频处垂向振动加速度幅值增加18.95%;随着高速列车速度的增加, 齿轮箱体纵向与牵引电机各向振动加速度逐渐增加, 牵引电机谐波转矩对齿轮箱体纵向振动加速度均方根的影响逐渐减小, 在6倍基波频率处, 齿轮箱体小齿轮上方和牵引电机纵向与垂向振动加速度均先增大后减小, 在速度为250 km·h-1时达到极大值, 且齿轮箱体和牵引电机的垂向振动受6倍基波频率谐波转矩的影响比纵向振动更为明显, 而其横向振动特性几乎不受谐波转矩的影响。      

一种新的多电平逆变器PWM方法及其理论分析

针对多电平逆变器的空间电压矢量数目庞大,以至于SVPwM方法难以实现的问题,研究了基于H桥五电平逆变器的载波PWM方法.根据相移SPwM方法的思想,提出调制波与载波均相移的控制方法.利用双重傅里叶变换及其相关性质,理论上定量分析和计算了PD-PSPWM和POD-PSPWM两种方法的差模电压及共模电压的谐波特性,并进行了仿真试验.理论分析和仿真结果均表明,α=π,β=π时POD-PSPwM方法可使直流电压利用率,输出差模电压和共模电压的综合性能达到最优.     

单相SAPF系统谐波电压检测与控制的仿真

为了改善用户侧电压质量与谐波问题,通过分析单相串联型有源电力滤波器（SAPF）的结构、原理及特点,提出了单相SAPF系统谐波检测的方法;同时借鉴单相SVPWM技术原理,将开关模式优化的SVPWM技术应用于单相SAPF系统中,提高了系统波形控制精度;利用Matlab软件,建立了基于上述谐波检测和系统波形控制的单相SAPF系统的仿真模型,并利用该模型对动态电压跌落与闪变等电压故障状态进行了动态补偿的仿真.仿真结果显示：本文提出的SAPF滤波系统不但具有良好的滤波性能,而且可以保障负载不受系统电压故障的影响,具有良好的工程应用前景.     

基于FPGA的异步电动机DSVM直接转矩控制研究

从理论上分析了传统直接转矩控制方案中电压矢量对转矩脉动的影响,针对这一导致电机低速时脉动过大的原因.介绍了基于离散空间矢量调制的直接转矩控制方法.该方法通过将控制周期分为多个时间段.分别细化输出不同电压矢量以达到控制效果优化.并给出了相应的开关表.使用FPGA芯片来实现该方案,实验表明该直接转矩控制方案取得了较好的控制效果.