基于滑模变结构和SVM-DTC异步电机调速系统的研究

针对异步电机传统直接转矩控制系统中转矩脉动大,以及因电机负载波动等因素使调速性能变差的问题。构造了基于滑模变结构和SVM-DTC异步电机调速系统。仿真结果验证该策略减小异步电机的转矩和磁链脉动,对参数变化、干扰具有较强的鲁棒性,使得电机转速响应加快。     

基于磁链与负载观测器的异步电机反步滑模控制

针对参数摄动及负载转矩未知且变化会影响异步电机速度控制的问题,设计了一种改进型指数趋近律的滑模转子磁链观测器,用于估算电机转子磁通值,同时将磁通观测值用于负载转矩的估计。引入磁链误差、转速误差,通过反步滑模控制算法,将转子磁通与负载转矩的观测值用于异步电机控制。在转子电阻摄动与负载转矩未知且变化的情况下,将该控制策略与自适应反步控制方法进行实验结果对比。实验结果表明,该控制策略的响应速度快且跟踪精度高,提高了异步电机速度控制系统的抗干扰性能。最后,提出一种转速软给定方法,实验表明该方法能有效抑制转速变化时刻定子电流与电磁转矩的急剧增加,进一步改善了电机系统的性能。     

基于滚动优化的异步电机预测直接转矩控制

针对传统鼠笼式异步电机直接转矩控制存在转矩波动大的问题,提出一种基于滚动优化的新型直接转矩预测控制算法。通过转子磁链近似预测转矩和磁链,经滚动优化评估目标函数来选取最优的电压矢量从而达到最佳控制。同时在电压型磁链观测器中引入补偿电压,提高了电机在启动和低速时磁链观测的准确度。实验结果表明,该控制算法可有效减小转矩脉动,提高动态性能。     

基于Simulink的异步电机DTC系统的详细建模与仿真

运用电机空间矢量分析法详细推导了异步电机电磁转矩的空间矢量表达式,剖析了电磁转矩产生的物理机理,说明了转矩系数与空间矢量定义系数的对应关系;以异步电机直接转矩控制(DTC)的基本原理和系统结构为基础,搭建了异步电机直接转矩(DTC)控制系统的Simulink仿真模型;仿真结果证明所建异步电机DTC系统仿真模型正确、参数设置合理,同时反映出DTC系统动态响应迅速、存在转矩和磁链脉动等性能特点。     

基于定子磁链规划的异步电机最优效率控制

针对异步电机效率优化问题,提出了在直接转矩控制下采用定子磁链规划的最优效率控制方法。基于电机的损耗模型,通过效率优化算法在线检测计算各个定子磁链值对应的功率损耗并进行在线搜索,寻求消耗功率最小的定子磁链值。仿真结果表明该方法能够减小异步电机轻负载时的输入功率,明显提高电机在轻负载情况下的稳态运行效率,同时保持较好的转矩动态性能,并且收敛速度较快。     

异步电机直接转矩控制的滞环控制器研究

感应电机直接转矩控制中磁链和转矩滞环幅值在很大程度上影响着控制系统的稳态性能.首先介绍了直接转矩控制基本原理,然后利用在Matlab/Simulink平台上建立的异步电机的直接转矩控制仿真模型,仿真分析了磁链滞环容差和转矩滞环容差对定子电流和电机转矩的影响,给出了仿真结果,为进一步改善系统性能以及投入实际应用奠定了基础.     

矩阵变换器在异步电机直接转矩控制中的应用

在异步电机直接转矩控制系统中,采用矩阵变换器供电既能实现直接转矩控制的效果,并且还具有矩阵变换器的优点。实现了将矩阵式变换器的空间矢量调制与异步电机基于定子磁场定向的直接转矩控制技术相结合。该控制方式将矩阵式变换器的良好性能和直接转矩控制的优点结合在一起,实现了异步电动机较好的调控性能,提高了交流调速性能并满足节能要求。仿真结果表明:使用该控制策略的调速系统在加减速运行和负载转矩变化等场合均具有良好的动静态性能,为实际研究和设计提供了方便。     

基于模糊自适应的PID控制器研究

目前市场上使用的电机主要以异步电机为主,但随着电力电子技术的发展,异步电机的缺点逐渐暴露,如其功率因数较差和启动该过程中动态性能差等。通过空间矢量的分析方法对直接转矩控制系统进行了研究,提出了模糊自适应PID控制算法速度调节器的直接转矩控制系统,并运用Simulink仿真软件对整个系统建模仿真。仿真结果表明,该控制系统可以快速地响应负载的变化,提高异步电机的使用性能。     

利用TMS320F240实现异步电机的直接转矩控制

通过研究异步电机直接转矩控制原理,给出了用TMS320F240实现异步电机直接转矩控制系统的硬件框图。实验结果表明系统能实现电机快速动态响应,具有一定的实用价值。     

永磁同步电动机直接转矩控制的弱磁运行分析

直接转矩控制是一种高动静态性能的控制方法。由于转子永磁的存在，永磁同步电动机的直接转矩控制在零矢量的作用、最大转矩电流比控制(MTPA)等方面同异步电机直接转矩控制有很多不同。该文对PMSM的弱磁运行进行了分析，根据最大负载角的存在和逆变器及电机的电流电压限制，提出了在电流限制的条件下PMSM直接转矩控制的MTPA运行的稳定条件。理论分析和仿真结果都证明了该结论的正确性。     

基于直接转矩控制的测功机动态负载研究

阐述了永磁同步电动机直接转矩控制的基本原理,介绍了一种基于永磁同步电动机直接转矩控制（DTC-PMSM）测功机设计方案,并据此建立了系统模型进行了大量仿真,仿真结果表明系统方案是可行的,可以对输出转矩实现精确控制,模拟不同工况下的负载特性,并且具有较好的动、静态性能。此方案具有控制结构简单,无需转矩传感器等优点,大大降低了硬件成本,有良好的工程应用价值。     

能量回馈式异步电力测功机系统的研究

介绍了测功机的主要种类,并选择利用变频器与异步电机实现异步电力测功机的方案。分析了共用直流母线的两种不同方式,并选择共用直流均衡母线的方式把两台变频器的直流母线并联以实现能量的回馈利用。介绍了直接转矩控制的基本原理,并利用直接转矩方式来实现对异步电机的控制,在此基础上,通过采用直接转矩控制方式对测功机系统进行了大量的仿真研究,验证可知该异步电力测功机系统具有良好的动、静态性能,并达到了能量回馈的目的。     

Hardware Implementation of Direct Load Angle Controlled Induction Motor Drive

In this article, a direct load angle (DLA) control method for induction motor drive is proposed to reduce the torque and flux ripple. It is based on control of incremental change in load angle. The torque control is achieved without losing the benefits of conventional direct torque control (DTC) by reference stator flux angle, which is the sum of load angle and rotor flux angle. In this proposed DTC scheme, coordinate transformation is not required in torque control unit and reference voltage sector number and angle are not required in PWM unit, which reduces the control complexity. Proposed DTC control method is applied to two level voltage source inverter fed induction motor drive and hardware results are presented. From the hardware results, it is found that the proposed DTC control scheme impressively reduces the torque and flux ripples when compared with conventional space vector modulation (SVM) DTC.     

考虑铁损的感应电机直接转矩控制的效率优化

建立了考虑铁损时的感应电机数学模型,在分析电机损耗和定子磁链的关系的基础上,提出了一种通过优化定子磁链实现感应电机直接转矩控制变频调速系统的效率最优控制策略。研究了不同负载转矩和转速条件下电机损耗与定子磁链之间关系,推导出电机损耗与负载转矩和定子磁链的表达式,进而确定了损耗极小时的最优定子磁链幅值。仿真结果表明该策略能明显降低感应电机直接转矩控制系统的功率损耗,提高运行效率。     

基于空间矢量调制的直接转矩控制算法研究

针对传统的直接转矩控制由于采用滞环比较器对磁链和转矩进行直接控制,导致出现开关频率不恒定,磁链和转矩脉动大的问题,提出一种基于空间矢量调制的直接转矩控制方法.根据感应电机的数学模型,建立磁链、转矩双闭环PI控制回路.直接以磁链和转矩作为控制量,采用空间电压矢量调制策略.该方法具有矢量控制连续平滑和直接转矩控制快速响应的特性.仿真和实验结果表明,相对于传统的直接转矩控制,基于空间矢量调制的直接转矩控制方案的开关频率恒定,大大减小了转矩脉动,改善了电流和磁链波形,使系统具有良好的动、静态性能,验证了该方法的可行性和有效性.     

Improved Torque and Flux Performance of Type-2 Fuzzy-based Direct Torque Control Induction Motor Using Space Vector Pulse-width Modulation

The conventional proportional integral controlled direct torque control of an induction motor using the space vector pulse-width modulation technique may provide satisfactory dynamic response. However, the proportional integral controller (PIC) does not provide efficient dynamic performance in the induction motor drive during sudden changes in the load or speed. To improve dynamic performance of the induction motor drive, the PICs are replaced by type-2 fuzzy logic control. The type-2 fuzzy improves the starting transient performance as well as the steady-state response. In addition, the type-2 fuzzy direct torque control provides lesser current total harmonic distortion, flux distortion, and torque pulsation of the induction motor drive compared to conventional direct torque control. A MATLAB Simulink (The MathWorks, Natick, Massachusetts, USA) model for direct torque control with type-2 fuzzy logic control is developed to simulate the response of an induction motor drive with different operating conditions. The space vector pulse-width modulation technique is used to drive the inverter, as it produces lesser total harmonic distortion in inverter current and voltage waveforms for a given switching transition due to the single switching frequency for the movement of each state vector. A prototype type-2 fuzzy-based direct torque control induction motor with space vector pulse-width modulation is developed to validate the simulated response. The control signals for the inverter are generated by the DSPACE DS1104 (DSPACE GmbH, Germany) to drive a two-HP induction machine.     

五相感应电机直接转矩控制研究

在对五相感应电机直接转矩控制中空间电压矢量进行详细分析的基础上,给出了一套系统调速整体控制方案。在该控制系统中,磁链和转矩均是闭环控制,其值在一个微小的滞环内波动,稳态情况下,其指令值与实际值可认为相等。此时,定子电流空间矢量幅值是一定值,该值变化可认为是由定子电阻变化引起的,由此给出了一套简单、易于实施的定子电阻在线辨识算法。仿真结果表明,提出的控制方案在理论上和实际上是可行的。     

用有限元法计算永磁同步电动机的转子损耗

提出了数值分析中高速直接转矩控制的永磁同步电动机(PMSM)的转子损耗，利用DSP基仿真程序模拟实际的直接转矩控制永磁同步电动机的性能，计算空载和额定转矩时的定子电流。结果表明，相同转速下的中、高速直接转矩控制的永磁同步电动机空载运行时的转子损耗要比额定负载下运行时的转子损耗高很多，并将在7500r/min下运行的直接转矩控制的永磁同步电动机的转子损耗计算值与空载损耗测试值进行了对比。     

直接转矩控制的交流测功系统

提出了基于空间矢量脉宽调制的PI直接转矩控制的交流测功机的测试方案.通过直接控制交流测功机的电磁转矩,自动调节被试电机(MUT)的负载转矩,无需转矩仪即可精确获得被试电机的电磁转矩.该方法简单直观、动态响应快,可实现交流测功系统的四象限运行,并为被试电机提供了较理想的可控的试验电源.     

感应电机直接转矩控制系统仿真研究

直接转矩控制是通过转矩与磁链控制来控制电机的一种方法。本文在对感应电动机的数学模型进行分析的基础上,基于Matlab/Simulink仿真计算,设计了直接转矩控制系统的磁链计算以及磁链和转矩控制模块,构建感应电动机直接转矩控制系统仿真方案,并通过仿真结果,分析了转矩、控制器参数和磁链滞环容差变化对控制系统的影响,证明了所建模型通过磁链与转矩的计算实现了感应电机转速的直接转矩控制。