基于滑模变结构的船用永磁同步电机直接转矩控制

电力推进在船舶动力系统中应用得越来越多,本文对船用永磁同步电机直接转矩控制进行仿真研究。针对传统永磁同步电机直接转矩控制中存在的磁链和转矩脉动较大,逆变器开关频率不稳定等问题,将滑模变结构控制策略引入。设计转矩和磁链2个滑模控制器,取代传统直接转矩控制中的2个滞环比较器,再运用空间矢量脉宽调制方法,控制电机运行。仿真结果表明这种控制策略能有效减小传统直接转矩控制存在的磁链和转矩脉动,实现逆变器开关频率恒定,并且对系统参数变化及外界扰动具有鲁棒性强的优点。     

基于滑模变结构的船用永磁同步电机直接转矩控制

电力推进在船舶动力系统中应用得越来越多,本文对船用永磁同步电机直接转矩控制进行仿真研究.针对传统永磁同步电机直接转矩控制中存在的磁链和转矩脉动较大,逆变器开关频率不稳定等问题,将滑模变结构控制策略引入.设计转矩和磁链2个滑模控制器,取代传统直接转矩控制中的2个滞环比较器,再运用空间矢量脉宽调制方法,控制电机运行.仿真结果表明这种控制策略能有效减小传统直接转矩控制存在的磁链和转矩脉动,实现逆变器开关频率恒定,并且对系统参数变化及外界扰动具有鲁棒性强的优点.     

无速度传感器永磁同步电机低脉动直接转矩控制

传统永磁同步电机直接转矩控制系统的定子磁链、电磁转矩脉动较大,这些脉动在影响系统性能的同时,也影响电机参数的辨识精度。为实现永磁同步电机的低脉动无速度传感器直接转矩控制,采用EKF(扩展卡尔曼滤波器)构建电机转速、定子磁链观测器,以实现电机转速等参数的实时在线观测;构建转矩、磁链SMC(滑模控制器)取代传统DTC(直接转矩控制)中的滞环比较器和开关表以降低脉动。结果表明,无速度传感器永磁同步电机低脉动直接转矩控制能有效地降低电机转矩、磁链脉动,改善系统控制性能,同时,能实现永磁同步电机变量的快速、精确观测。     

基于扩展卡尔曼滤波的船舶电力推进系统仿真

针对船舶电力推进系统中采用传统直接转矩控制存在磁链和转矩脉动较大,以及速度传感器的使用降低了系统可靠性,增加了系统成本等问题.提出采用扩展卡尔曼滤波器精确估计电机的定子磁链和电机转速,间接估计转矩,从而实现永磁同步电机的无速度传感器直接转矩控制.保持了直接转矩控制的转矩快速响应和系统鲁棒性强的优点,降低磁链和转矩脉动,减小了系统因电机参数的变化和负载扰动带来的影响.仿真结果表明,基于扩展卡尔曼滤波的船舶电力推进系统具有良好的转速和转矩控制性能.     

基于滑模控制的三电平直接转矩控制算法

磁链和转矩的估计是直接转矩控制技术的关键。本文提出了一种基于滑模控制的电压型磁链观测器,在M-T旋转坐标系下利用定子电流的实际值和观测值的误差构成滑模面,通过选择合适的在线调节参数,实现了磁链的闭环控制,弥补了传统磁链观测器中积分漂移、积分饱和以及低速区定子电阻影响等缺陷,减小了输出转矩脉动,提高了系统的鲁棒性;同时采用一种简化的三电平SVPWM算法,使得输出更加接近目标电压,降低了输出谐波分量,提高了系统的电压和功率等级。最终采用Matlab/Simulink进行仿真,通过传统直接转矩控制方案改进方案进行对比,验证了该改进方案的合理性。     

基于三电平SVM技术的船舶电力推进DTC研究

介绍二极管钳位型三电平在中高压大中容量的船舶电力推进直接转矩控制(DTC)技术中的应用。针对船舶在低速运行时,控制系统存在低速时性能差以及二极管钳位型三电平固有的直流侧中点电压不平衡的问题,在u-i磁链观测器模型基础上,引入一种带定子电阻补偿的磁链观测器。研究基于双PI调节的电压空间矢量调剂技术(SVM)在系统中的应用。仿真结果表明,系统具有转矩响应快速、磁链观测准确性好、转矩脉动低等优点,能有效抑制三电平的直流侧中点电压不平衡,限制输出电压变化率并降低开关损耗。     

永磁同步电机定子槽型对转矩脉动的影响分析

转矩脉动是高性能电机的一个重要指标,转矩脉动的大小,对电机的振动有很大的影响。本文通过研究改变表贴式永磁同步电机定子槽参数来分析转矩脉动的变化,并通过有限元仿真,找出槽参数与转矩脉动的关系,仿真表明,调整槽参数,可以减小转矩脉动,为表贴式永磁电机减小转矩脉动的设计提供参考。     

船舶永磁同步电机模型预测转矩控制

针对电力推进船舶的永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)控制问题,基于扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Fiter, EKF)技术,提出一种改良的无速度传感器模型预测转矩控制(Model Predictive Torqne Control, MPTC)策略。采用EKF方法观测电机转速,以改善船舶推进电机的估计精度并提高控制系统的鲁棒性;采用改良的模型预测控制策略,可实现最优电压矢量输出,减小转矩、磁链波纹和控制器计算量,同时能够提高推进电机的控制性能。仿真结果表明:EKF具有很强的抗干扰性且可精确地估算出电机角度,MPTC与直接转矩控制(Direct Torque Control, DTC)相比,具有更低的转矩脉动和电磁脉动,可提高船舶电力推进的控制性能。     

基于空间矢量调制的双三相永磁同步电机直接转矩控制研究

本文根据双三相电机的静止坐标系模型提出了基于矢量脉宽调制的双三相永磁同步电机的直接转矩控制策略。该策略采用空间矢量调制的方法来补偿定子磁链误差,具有矢量控制的连续平滑和直接转矩控制的快速响应,能有效的削弱电流谐波和稳态转矩脉动。MATLAB/Simulink仿真研究表明该策略能加快系统的动态响应速度,削弱稳态转矩脉动,得到良好的磁链波形。     

基于模糊滑模控制的异步电机DTC系统设计

针对常规直接转矩控制系统转矩脉冲大的缺点,提出了一种结合模糊滑模控制和空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术的直接转矩控制系统方案。该系统用模糊滑模控制器取代常规直接转矩系统中磁链、转矩的滞环控制器,并用空间矢量脉宽技术实现系统控制。利用MATLAB建立其离散系统仿真模型,仿真结果表明:该系统能明显的减小磁链和转矩脉动,改善控制系统性能。     

一种改进的异步电机DTC_SVM控制系统研究

考虑到传统DTC系统在低速时存在的磁链波形畸变和转矩脉动问题,研究了一种改进的DTC_SVM控制策略,将传统的非零空间电压矢量进一步细分,并推导了任意空间电压矢量合成方法,给出了基于矢量细分的DTC_SVM控制系统模型。仿真结果表明,该系统能提高转矩和磁链控制精度,同时有效降低转矩低速脉动,提高系统低速运行稳定性。     

基于无速度传感器的船舶交流推进电机模糊直接转矩控制策略

基于直接转矩控制的普通电力推进船在低速航行时,船舶推进电机的转矩产生明显的周期性振动,为改善此问题,本文将模糊控制逻辑引入到推进电机调速系统中;同时针对电力推进船上速度传感器存在的维修、安装不方便等问题,引入无速度传感器技术。通过Matlab对改进系统进行仿真,结果表明改进后推进电机能够有效的减小转矩脉动,辨识后的转速能有效的跟踪系统的实际转速。     

大型船用无刷直流电机转矩脉动抑制方法

针对大型舰船用无刷直流电机在运行过程中会出现转矩脉动的问题,设计基于开通角的大型舰船用无刷直流电机转矩脉动抑制方法,提高大型舰船用无刷直流电机转矩脉动抑制能力。构建舰船用无刷直流电机数学模型,在该模型基础上分析舰船用无刷直流电机的换相过程中电流变化情况,针对换相产生的转矩脉动,采用开通角控制开通相的开通时间,实现大型舰船用无刷直流电机转矩脉动抑制。实验结果表明：在电机低速和高速运行时,分别采用推迟开通相开通时间、提前开通相开通时间等方式,抑制大型舰船用无刷直流电机转矩脉动,该方法可有效抑制电机转矩脉动,满足不同工况下电机运行的需求,保障大型舰船用无刷直流电机安全运行。     

ABB公司核心技术DTC

直接转矩控制也称为"直接自控制",它的思想是以转矩为中心来进行磁链、转矩的综合控制。和矢量控制不同,直接转矩控制不采用解耦的方式,从而在算法上不存在旋转坐标变换,简单地通过检测电机定子电压和电流,借助瞬时空间矢量理论计算电机的磁链和转矩.     

行业追踪

·ABB公司核心技术DTC 直接转矩控制也称为”直接自控制”，它的思想是以转矩为中心来进行磁链、转矩的综合控制。和矢量控制不同，直接转矩控制不采用解耦的方式，从而在算法上不存在旋转坐标变换，简单地通过检测电机定子电压和电流，借助瞬时空间矢量理论计算电机的磁链和转矩，并根据与给定值比较所得差值，实现磁链和转矩的直接控制。     

甲板机械永磁电机低频转矩脉动抑制技术研究

随着永磁同步电机技术的成熟,将永磁电机应用于甲板机械是必然的趋势。为了降低永磁电机在低速运行时的转矩脉动,使电机运行平稳,保证系统精度和环境友好度,抑制电机转矩脉动是驱动系统关键技术之一。本文从电机本体设计优化及控制策略两方面入手,对甲板机械永磁电机低频转矩脉动抑制技术进行了深入的理论研究及仿真验证,成功降低了电机转矩脉动并提供了技术支撑。最后进行了总结,表明本文具有一定的工程实践指导作用。     

船用五相无刷直流电机的容错控制方法

本文设计了一台具有较低转矩脉动的五相无刷直流电机，对电机在运行过程中发生故障时的性能做了分析，提出了一种基于空间矢量法的转矩脉动容错控制方法，使其在发生故障时也可以平稳运行。通过对电枢绕组合成的空间磁动势和故障时电机的输出电磁转矩进行分析计算，采用改变非故障相开关管的触发角和导通角、增大励磁电压的方法减小电机的转矩脉动。通过仿真验证了该方法的有效性。     

船用五相无刷直流电机的容错控制方法

通过对五相无刷直流电机的电磁转矩进行分析,提出一种减小电机转矩脉动的方法;通过对电机运行过程中发生故障时的性能进行分析,提出一种基于空间矢量法的转矩脉动容错控制方法。通过对电枢绕组合成的空间磁动势和电路发生故障时电机的输出电磁转矩进行分析计算,采用改变非故障相开关管的触发角和导通角、增大励磁电压的方法减小电机的转矩脉动,同时分析对比电路发生单腿开路故障和单开关管开路故障时,容错控制之后输出的转矩和电流。结果表明,单开关管开路故障容错控制方法不理想,当电路发生单开关管开路故障时,切断整条桥臂转换成单腿开路故障。通过对电机进行容错控制,使其在电路发生故障时也能平稳运行,仿真结果表明该方法是有效的。     

交流伺服系统的串级滑模变结构控制仿真研究

针对永磁同步电机交流伺服系统,提出了串级滑模控制方案。在速度环滑模控制器中引入了 积分环节,减小了转矩的脉动,位置环采用了准滑模控制方案,极大地抑制了位置输出的抖动。仿真研 究表明,该控制方案具有较强的抗参数摄动和抗干扰能力,表现出良好的控制性能。     

交流伺服系统的串级滑模变结构控制仿真研究

针对永磁同步电机交流伺服系统,提出了串级滑模控制方案,在速度环滑模控制器中引入了积分环节,减小了转矩的脉动,位置环采用了准滑模控制方案,极大地抑制了位置输出的抖动,仿真研究表明,该控制方案具有较强的抗参数摄动和抗干扰能力,表现出良好的控制性能。