异步牵引电机全速域直接转矩控制策略的研究

从理论上分析了直接转矩控制原理,建立了异步牵引电机在全速域范围内运行的直接转矩控制方案:在低速区采用间接直接转矩控制,并基于间接直接转矩控制提出了一种新的启动限流方法;在中速区基于十八边形磁链采用直接转矩控制;在高速区基于六边形磁链,通过磁链动态调节达到转矩控制的目的.通过仿真对该方案进行了验证,结果表明:提出的异步牵引电机全速域直接转矩控制策略是可行的,系统具有良好的动静态性能,可用于异步牵引电机控制器的研究与开发.     

地铁列车电机最大转矩电流比控制

针对地铁列车牵引系统中的交流牵引电机最小能耗问题,提出了一种最大转矩电流比控制目标下的励磁电流给定策略,该策略可使电机高效平稳运行于恒转矩区、恒功率区和恒电压区。根据牵引电机在不同转速下的牵引特性曲线,充分考虑电机本体的最大电压、最大电流的限制和磁场电流对互感的影响,设计出优化的励磁电流给定,使得输出最小的电机电流获得同样的转矩性能。仿真和试验结果证明电机在全速范围内可稳定运行,并且电机在各速度点给定转矩的情况下,输出电流比设计值小。     

降低感应电机直接转矩控制的转矩脉动的控制器

基于磁滞比较器和选择表的感应电机直接转矩控制(DTC),其开关频率可变,且转矩脉动大,特别在低速时.这是因为转矩和磁通的变化率以及转矩和磁通达到其上带和下带所花的时间随运行工况变化.文中提出了一种新型的开关频率固定的转矩控制器.新型控制器结构非常简单,其输出类似于传统的三点式磁滞比较器.就提出的控制器介绍了近似频域分析法,作为控制器参数选择的指南.介绍了感应电机直接转矩控制采用该转矩控制器进行的仿真和实验结果.结果表明提出的控制器可以保持开关频率恒定,并降低了转矩脉动,尤其在低速时.     

牵引电机转矩脉动对机车粘着利用的影响分析

简单分析了轮轨间的粘着特性,对机车上IGBT变流器供电的异步牵引电机的转矩脉动进行了理论和仿真计算,根据计算的结果讨论了牵引电机转矩脉动对机车粘着利用的影响,并对机车运行时最佳蠕滑速度点的选取提出了建议.     

一种改善低速转矩脉动的直接转矩控制系统

首先通过对感应电机转矩增量的分析,解释了传统直接转矩控制中低速性能较差的原因。然后在保持原有简单控制结构的同时,引入占空比的控制,可以大为减小低速运行时的转矩脉动;并且应用所提出的占空比算法,系统的动态响应也得到了保证。     

考虑转子磁通谐波的永磁同步电机控制性能分析

对于考虑转子永磁磁链d,q轴6,12次谐波的三相正弦波永磁同步电机,根据其数学模型推导了基于最大转矩／电流控制、单位功率因数控制的控制公式,指出转子永磁磁通谐波的存在不可避免地产生了与转子位置角相关的转矩脉动。在此基础上引入内模电流控制思想,将由永磁磁链产生的引起转矩纹渡的反电动势作为负载扰动,通过衰减因子和系统动态响应速度参数的合理选择来抑制电机永磁磁链谐波对电机电流跟踪性能和转矩波动的影响。仿真分析表明,永磁同步电机转矩脉动的大小与特子磁通谐波中低次谐波分量的大小有关,并且其低速转矩脉动严重;若根据不同转速范围来自适应调整转速控制器、内模电流控制器参数可以在一定程度上抑制这种转矩脉动。     

基于降维模糊直接转矩的地铁车辆牵引仿真

研究目的:直接转矩控制以其优良的动静态性能成功地应用在电力机车牵引的大功率交流传动上,然而该控制方法在低速时的转矩脉动比较严重,使得低速的控制性能大大降低.目前地铁车辆多采用交流传动方式,站间距离小,启制动频繁,停车精度高就要求车辆具有良好的加速、减速及低速性能.直接转矩控制快速的转矩响应特性非常适合于地铁车辆的运行,减小低速时的转矩脉动问题是目前需要解决的一个主要问题.研究结论:通过研究提出了一种降维模糊直接转矩控制系统,以转矩和磁链为输入构成二维模糊控制器,将控制作用看作模糊量作为输出,经过矢量选择表后在每个控制周期为逆变器施加合适的电压矢量.仿真结果表明转矩脉动大大减小.     

与粘着状态有关的全程式三相驱动系统电机控制策略

为了在轮轨间最大粘着状态下运行 ,三相异步电动机的转矩通常采用高动态方法进行控制。它以一种智能复合的与粘着有关的控制为前提。这是一种替代的原理 ,不是调节牵引电动机的转矩 ,而是产生一下降的转矩 转速特性。这将导致一种相当简单而可靠的控制。线路运行试验获得了很有效的结果。     

高速动车组牵引传动系统转矩脉动测试分析

交流传动技术广泛应用于高速铁路动车组牵引传动系统,牵引变流器直流环节电压存在2倍牵引网电压频率的脉动分量,会在牵引电机侧产生拍频电流,从而引起转矩脉动,不利于动车组机电系统稳定运行。文中首先分析了转矩脉动产生的原理,然后针对两种典型动车组牵引变流器主电路进行了结构建模,通过数字仿真分析了转矩脉动的主要影响因素。接着基于现场实测,验证了理论分析的正确性,并获得了转矩脉动产生机械应力的关系,表明转矩脉动易对牵引电机及转向架等相邻机械部件产生机械损耗。最后,从硬件电路和软件控制两方面对转矩脉动抑制技术进行了探讨。     

转子电阻变化对异步电机直接转矩控制影响的仿真分析

使用MATLAB/SIMULINK语言建立三相异步电机直接转矩控制仿真模型。通过对不同转子电阻在直接转矩控制下得到的电机转速和定子磁链图形的分析比较，得出了转子电阻变化对交流异步电机直接转矩控制没有影响的结论。     

开关磁阻电机设计方法的研究

简述了ＳＲＭ的输出特性，分析了ＳＲＭ额定工作点的电流波形，并从ＳＲＤ系统的运行特性出发，就如何满足系统的整体特性和系统协调设计的要求，对ＳＲＭ设计进行了讨论，指出电机开关角配置受转矩脉动，最佳运行效率，最佳电机材料利用率所得约束，电机的过载能力和系统超调指标受电机恒功特性约束，最后给出了一设计实例。     

永磁同步牵引电动机的调速特性

根据牵引逆变器供电的特点,详细讨论永磁同步牵引电动机的调速特性。给出了在逆变器变频变压阶段,最佳转矩控制的电机内功率因数角的公式,并应用磁链相量图分析了在逆变器变频恒压阶段电机功率因数的变化规律和恒功速度(频率)范围,讨论了其恒压运行时的功率因数和效率,并对机车车辆速度特性包络线的选取提出建议。     

抑制异步牵引电机启动峰值电流的控制策略研究

针对直接转矩控制(Direct Torque Control,简称DTC)模式下异步牵引电动机启动峰值电流过大的问题,提出了一种抑制异步牵引电机启动峰值电流的转矩和磁链同步控制策略。根据两相静止αβ坐标系下异步电机的数学模型,利用Matlab/Simulink软件包中的S函数模块和基本模块,构建出交流异步电动机直接转矩控制系统的仿真模型,对其在转矩和磁链不同控制策略下的启动过程进行了动态仿真。仿真结果与目前牵引电机运行的数据接近,证明了该仿真模型的合理性和有效性。这表明,采用转矩和磁链同步控制策略至少可以降低2/3的启动峰值电流。     

基于空间矢量调制的感应电机直接转矩控制

介绍了一种基于空间矢量调制的感应电机直接转矩控制的新方法,即通过定子磁链偏差与转矩偏差计算出下一个控制周期内需要加在电机定子绕组上的电压,采用空间矢量调制方法得到逆变器的开关控制信号。它具有开关频率恒定,转矩和磁链波动小等特点。仿真结果验证了所述方法的有效性和正确性。     

轨道交通新型永磁同步牵引电机的设计与比较

在满足轨道交通使用的原有异步电机的外特性和结构约束的条件下,基于一种新型永磁同步牵引电机的转子磁路的拓扑结构,设计了一款新型少磁化永磁同步电机.通过对电机转子结构、转矩特性、损耗和线路能耗进行比较和综合评价表明,通过合理设计电机的磁路,可以充分利用永磁转矩和磁阻转矩实现更宽的工作区,同时对比现轨道交通运行的电机耗能.该新型少磁化永磁同步牵引电机节能效果显著.     

三电平逆变器SVPWM直接转矩控制方法

二极管中点箝位型三电平逆变器广泛用于中高压大容量交流调速系统,具有对器件耐压要求低、输出谐波含量低和控制性能好等优点。直接转矩控制方法拥有快速的转矩响应、对电机参数变化的鲁棒性等优点。文章采用中长矢量合成的方法,提出了一种新的空间矢量调制方法,应用于二极管中点箝位型三电平逆变器的直接转矩控制。仿真结果表明,该方法有效地控制了逆变器的中点电压,抑制了电压跳变。     

PWM逆变器供电异步电机传动的去耦直接控制

提出一种用于脉宽调制(PWM)逆变器供电异步电机的转矩和定子磁通直接控制方法.这种被称为去耦直接控制(DDC)的基础是一个去耦矩阵,它允许对定子磁通和转矩单独控制.将该方法和著名的直接磁场定向控制(FOC)和定子磁通矢量控制(SFVC)进行比较.提出了2种基于DDC的方案.第一种是确定定子电压矢量,以便转矩和磁通跟踪其各自在一个采样周期内的基准轨迹.第二种是利用PI控制器分别控制转矩和定子磁通误差的动态特性.与FOC和SFVC相似,这些方法均考虑到了整个电机动态特性范围内不需要坐标变换,并可大幅度地降低计算工作量.这2处控制方案已经完成试验,并且与FOC和SFVC进行了比较.试验结果表明,所提出的PI-DDC控制非常有效.     

永磁同步电机的气隙磁场研究及电机特性仿真

提出了一种永磁同步电机特性的计算方法,并以2004 Toyota Prius驱动电机系统永磁同步电机为例,通过有限元方法计算静态气隙磁场、对比空载状态和负载状态气隙磁场的分布情况,确认负载状态时气隙磁场由定子电流主导,据此进行特性仿真。根据定子和转子的相对位置影响电机输出转矩的特点,采用瞬态场计算一个周期的堵转转矩曲线和电磁转矩曲线,通过后处理得到电机的时空矢量图和其它参数。结果表明,采用该方法能大大提高永磁电机特性和参数的计算精度。     

基于最大转矩电流比控制的永磁同步牵引电机电流的精确计算

为提高基于最大转矩电流比控制的永磁同步牵引电机电流的计算精度,对现有的电流计算公式进行研究,找到了现有电流计算公式存在误差的原因,指出内置式凸极永磁同步电机的L_d随i_d的变化较小,而L_q随i_q的变化较大,需要考虑L_q对i_q的偏导,从而提出了一种优化后的最小电流精确计算方法。对数台永磁同步牵引电机进行了试验测试,测试数据与计算数据吻合良好,证明了该最小电流精确计算方法的准确性。     

具有恒定开关频率的感应电机无速度传感器直接转矩控制

介绍了一种具有恒定开关频率的新型直接转矩控制方法 ,通过定子磁链、定子电压与同步角速度之间的关系式实时计算下一个控制周期内需要加在电机定子绕组上的电压 ,实现了对感应电机的动态解耦控制 ,采用空间电压矢量调制的方法使逆变器开关器件处于恒定频率工作状态。在低速下较传统直接转矩控制方法具有更优的控制性能 ,在高速下与传统直接转矩控制方法同样具有响应快、性能不受电机参数影响等优点 ,并介绍了该方法的无速度传感器实现 ,仿真结果验证了本文所述方法是有效的