电力牵引系统异步电动机直接转矩控制仿真

基于电力牵引系统中异步电动机直接转矩控制的基本数学模型，建立了该种异步电动机直接转矩控制系统的MATLAB／SIMULINK仿真模型，并进行了仿真。仿真结果表明：采用直接转矩控制的异步电动机具有响应速度快、暂态时间短，负载给定及转速给定突然变化时波动小、磁链幅值保持恒定、系统性能受转子参数影响小等优点，充分证明了直接转矩控制的优越性和有效性。     

铁路集装箱起重机异步电动机调压节能的优化方法

铁路集装箱起重机异步电动机具有恒转矩运行和变工况负载的特性,基于异步电动机T型和Γ型等效电路,将定子的铜耗和铁耗看作是仅与定子电压有关的不变损耗,将转子的铜耗看作随负载转矩变化的可变损耗,推导出异步电动机电气总损耗计算式和最优调节电压计算式,并通过实例进行验证。研究结果表明:当转差率为0.01～0.03、起重机电机稳定运行时,按照近似转差率计算的起重机负载转矩误差不超过1.8N.m;在起重机的工作电压高于220V时,电气总损耗的计算误差几乎为零;最优调节电压及其误差随着起重机负载转矩的增加而增大,但在起重机的工作电压范围之内,最优调节电压误差不超过7V;电动机按照起重机负载转矩的变化适时调压时,其电气总损耗小于380和220V恒压驱动的电气总损耗,尤其是在起重机空载运行时,具有显著的节能效果。     

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。     

问与答

异步牵引电动机控制技术的发展经历了哪几个阶段 ?答 :异步牵引电动机控制技术的发展大致经历了转差 -电流控制、矢量控制和直接转矩控制3个发展阶段。早期的转差 -电流控制基于异步电动机的稳态数学模型 ,动态性能差 ,调速不理想。 70年代初提出了矢量控制 (又称转子磁场定向控制 ) ,它基于直流调速系统的控制思想对异步电动机进行矢量解耦 ,实现了磁链、转矩的独立调节 ,且动态响应性能好 ,但同时也带来了新的难题 ,即转子参数及变化规律难以测定。 80年代中期提出了直接转矩控制 (又称定子磁场定向控制 ) ,它基于定子磁场定向 ,数学模型…     

永磁同步牵引电机有效磁链观测及转矩控制

建立基于有效磁链的永磁同步牵引电机模型,提出基于有效磁链概念的非奇异终端滑模观测器和精确转矩闭环控制方法。首先,在α-β坐标系中构建龙贝格-滑模自适应滑模观测器,准确估计出定子电阻和q轴电感并作为有效磁链滑模观测器的输入;其次,在α-β坐标系中构建有效磁链非奇异终端滑模观测器,并基于滑模等值控制方法实现了有效磁链观测,进而实现转矩的实时估算,以此和转矩给定值构成精确转矩闭环控制,从而提高轨道交通驱动系统的转矩控制精度,改善了轨道交通控制系统的性能。该方法不仅适用于表贴式永磁同步电机,而且适用于内置式永磁同步电机。仿真结果验证了方法的可行性和有效性。     

高速列车异步牵引电机直接磁场定向控制研究

对高速列车异步牵引电机的直接磁场定向控制技术进行研究。针对某型动车牵引电机,对电压型、电流型以及混合闭环磁链观测器的工作特性进行频率响应函数分析对比,并且仿真实现了基于混合型磁链观测器的牵引电机直接磁场定向控制。结果表明,电机参数偏差影响观测器对转子磁链的观测效果,混合型的闭环磁链观测器具有较强的参数鲁棒性,适合应用于直接磁场定向控制系统中。     

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。     

轨道交通异步牵引电机无速度传感器矢量控制技术分析

介绍适用于轨道交通的异步牵引电机无速度传感器矢量控制方法。分别从控制原理、不同调制模式的切换、基波电流提取、带速重投以及黏着控制方面对轨道交通中列车异步牵引电机的矢量控制原理进行说明。着重阐述如何根据异步牵引电机数学模型采用全阶磁链观测器观测出异步牵引电机的转子磁链,利用转速估计计算,实现异步牵引电机无速度传感器的转速估计。仿真和实验结果表明,该方法可以实现转速的快速和准确估计,系统具有良好的动静态性能。     

基于Matlab/Simulink的异步电机直接转矩控制系统仿真

在直接转矩控制理论的基础上,利用Matlab/Simulink软件构建异步电动机直接转矩控制调速系统.对仿真模型中的定子磁链观测器模块和逆变器模块进行分析,简要说明空间电压矢量对磁链和转矩的作用及影响.通过对异步电机进行仿真实验,得到电压、电流、转速、转矩以及磁链的仿真波形.     

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.     

城市轨道交通电力牵引中的直接转矩控制

介绍了城市轨道交通电力牵引控制系统特点,简要论述了异步电机直接转矩控制技术在城市轨道交通电力牵引系统中的应用和优点.介绍了直接转矩控制的基本原理及主要组成模块,采用多层滞环控制器和圆形磁链轨迹控制方法,使用Matlab 7.7软件建立异步电动机直接转矩控制仿真模型,并进行仿真试验.仿真结果表明了该控制模型的可行性和正确性.     

异步电动机直接转矩控制系统的Simulink仿真

在分析了异步电动机直接转矩控制(DTC)基本原理的基础上,对目前DTC研究中不同的控制策略进行了比较,提出了一种采用Matlab/SimulinkPSB建模和仿真DTC工作过程的简便方法。该方法通过d—q坐标系下建立的异步电动机数学模型,采用带滞环的比较器控制转矩、磁链和磁链幅值,建立了一种简便的开关选择表,成功实现了对异步电动机转矩和转速的直接转矩控制,为进一步改善DTC系统性能及投入实际工程应用奠定了基础,并给出了仿真结果     

一种考虑系统不确定性估计的重载列车最优黏着控制

重载列车在运行时,黏着条件容易受到不良的天气状况或轨面状态影响,会导致列车无法有效发挥牵引力。为了解决重载列车在运行过程中因黏着条件恶化导致无法有效发挥牵引力的问题,提出一种考虑系统不确定性估计的离散积分滑模控制方法,该方法通过对最优蠕滑速度的跟踪控制,实现重载列车的最优黏着控制。由于黏着系数在实际情况中难以测量,所以针对此情况设计串联滑模观测器对黏着系数进行观测估计。采用带遗忘因子的最小二乘法估计出黏着特性曲线斜率,并根据梯度下降算法得到最优蠕滑速度。以最优蠕滑速度和实际蠕滑速度作为控制系统输入,以牵引电机转矩作为系统输出,利用一步延迟估计方法估计系统的不确定性,据此设计离散积分滑模控制器控制电机转矩使蠕滑速度始终稳定在最佳蠕滑速度处。仿真实验结果表明：设计的考虑系统不确定性估计的离散积分滑模控制方法实现了对最优蠕滑速度的跟踪控制,并且与离散积分滑模控制方法相比,系统跟踪误差更小且具有更高的控制精度。说明采用的方法不仅能够补偿系统的不确定性和抑制抖振现象,而且还能实现对最优蠕滑速度的高精度跟踪控制,达到使重载列车牵引性能最优的目的。     

基于q轴磁链的机车牵引电机转子磁场校正技术

为提高整个机车交流传动系统的稳态和动态性能,利用牵引电动机间接磁场定向控制技术实现转矩和励磁解耦独立控制的磁场准确定向技术,对"和谐"型电力机车牵引电动机矢量控制过程中的磁场定向方式进行了演绎,以观测转子q轴磁链为模型,分析了转子磁链大小、位置,并利用MRAS理论通过自适应调节实现转子磁场定向实时校正。在实际应用中证明了理论分析的正确性和磁场准确定向校正策略的有效性。     

基于磁链滞环比较器和空间矢量调制的直接转矩控制

提出一种适用于异步牵引电动机低速区的直接转矩控制的新方法,利用磁链滞环比较器获得了较小的转矩脉动,采用空间矢量调制实现了准恒开关频率运行。仿真结果验证了上述结论。     

一种基于模型优化自抗扰控制的新型定子磁链观测器

磁链观测是实现高性能转矩控制的基础。针对直接转矩控制系统低速时磁链观测精度差的问题,提出了一种基于模型优化自抗扰控制的新型定子磁链观测器,以定子磁链的频率响应函数为依据,根据其幅频和相频特性分析了磁链观测对电机参数变化的敏感性。分析结果表明,按照这种思路设计的定子观测器在不同的转速和负载条件下都能达到较为理想的观测精度。     

一种具有鲁棒性的磁链观测器在异步电机直接转矩控制中的应用

对磁链的准确估计在异步电机直接转矩控制中具有至关重要的作用．针对参数不确定电机模型．利用Lyapunov函数方法，给出了一种基于线性矩阵不等式（LMI）的具有鲁棒性的磁链观测器设计方法．得到了磁链观测器辨识的收敛性条件：相对于基于参数辩识磁链估计方法，其计算量很小．容易满足实时性控制的要求、仿真结果表明．磁链受定转子电月且不确定性变化影响较小．具有较强的鲁捧性．     

西门子牵引控制系统在上海轨道交通AC 05型列车上的应用

西门子牵引控制是结合磁场控制及定子磁链控制进一步开发而成的.它通过最优磁链跟踪控制,进而实现高动态转矩控制;采用无速度传感器控制,既提高了速度编码信号的分辨率,又保证了牵引控制在不需要任何速度传感器情况下运行.这使得牵引系统成为可靠的、高动态性能的传动控制方式.     

轨道交通异步牵引电机低开关频率下定子磁链轨迹跟踪控制研究

功率器件的低开关频率导致轨道交通牵引系统在全速范围内不能实现圆形定子磁链轨迹控制。直接自控制(DSC)广泛应用于轨道交通牵引传动控制,其定子磁链轨迹为六边形或十八边形,但随着逆变器最大输出电压越来越接近电机额定电压,未能实现对转矩的有效控制,产生较大的电流冲击和转矩脉动,影响系统控制性能。为解决此问题,本文基于优化脉宽调制策略,以异步牵引电机为控制对象将定子磁链轨迹跟踪控制算法应用于高速区,与应用于中低速区的DSC控制算法进行无缝切换,实现全速范围内的平滑过渡。仿真及实验证明了所提算法的正确性和可行性。     

基于自抗扰控制的空间矢量直接转矩控制策略研究

针对三相异步电动机这个非线性、强耦合控制对象,利用自抗扰控制对不确定对象的适应性和对系统未建模动态及参数摄动的鲁棒性,提出基于自抗扰控制的空间矢量直接转矩控制策略,借鉴自抗扰控制思想,引入不连续投影算子加以修正,解决了标准扩张状态观测器对时变外扰无法保证观测误差有界的问题,设计了速度环和磁链环控制器,并通过Lyapun...