改进永磁同步电机转矩控制精度的措施

各种各样的实际因素会导致永磁同步电机在求取转矩时很难绝对精确。比如转子温升会导致磁场强度降低并使得输出转矩减小。导致转矩减小的另一种情况是在过载时铁心出现饱和。针对这样的情况,现在比较行之有效的设计思路是使用一个快速叠加速度控制环或者使用转矩传感器。但是,像绞车和注塑成型机一类的设备需要很高的转矩精度,而使用转矩传感器有诸多缺陷。本文将介绍三种不同的改进静态转矩精度的策略。第一种策略是基于对转矩常数和磁阻转矩常数的离线辨识。这一思想在第二种策略中得以扩展,即通过转矩与转距电流之间的关系来识别电机特性。这种策略通过采用多项式方程进行计算来补偿原开环控制的不足。第三种策略是一种在线自适应转矩常数控制技术,它基于对电机电参数的观测和对转速的测量。试验结果证实了三种策略理论的有效性。     

基于BP神经网络的开关磁阻电机直接转矩控制建模与仿真

开关磁阻电机具有特殊的双凸极结构,导致其运行时会产生严重的转矩脉动,直接转矩控制可显著降低转矩脉动。但由于磁路的严重饱和,传统方法利用公式计算转矩过程非常复杂,提出一种基于BP神经网络来预测开关磁阻电机转矩,进而进行直接转矩控制的策略。通过有限元仿真得到训练数据经离线训练之后,即可得到输入量到转矩的非线性映射,该控制方法利用BP神经网络泛化、逼近能力强的优点,省去了复杂的转矩计算,同时可以对转矩脉动进行抑制。仿真和实验结果表明,该方法响应速度快,控制精度高。     

变频空调中永磁同步电机的高个生能控制

针对永磁电机在变频空调系统中越来越多的应用，本文分析了永磁同步电机的特点以及无速度传感器矢量控制的基本原理。同时简要介绍了无速度传感器永磁同步电机，压缩机系统，并根据压缩机负载转矩波动的特点，提出了一种q轴指令电流复合控制策略来改进传统矢量控制策略，从而减小转速的波动，系统仿真结果证明了该方法的有效性。     

电力传动系统的转矩控制器优化设计与实现

恶劣环境下的电力传动系统中的转速传感器会出现故障,导致在低速运行情况下受到低开关频率限制,此时采用传统直接转矩控制系统,从单点出发搜索最佳电机参数控制点,存在较高的转矩脉动。因此,提出基于改进遗传禁忌算法设计的转矩控制器,该控制器通过基于DSP的转矩控制系统控制电机的转矩以及转速和转角,基于改进遗传禁忌算法控制方案给出转矩控制指令,实现电力传动系统转矩的精确控制。速度调控器采用改进遗传禁忌算法的PID控制器,完善电力传动系统的转矩控制性能。将禁忌搜索方法当成遗传算法的变异算子,避免电力传动转矩控制系统中PID速度调控器出现超调问题,使得低速运行情况下转矩控制器保持平稳的转矩脉动,增强电力传动系统的稳定性。实验结果说明,该方法能够有效优化电力传动系统的转矩性能,获取平稳的转矩波形。     

基于滑模变结构的高速同步电机直接转矩控制

针对高速同步电机,文章研究了基于滑模变结构的无传感器直接转矩控制。该控制方式将滑模变结构和直接转矩控制相结合,用以改善电机定子磁链和电磁转矩的脉动。本文对基于滑模变结构的无传感器高速同步电机直接转矩控制和传统直接转矩控制系统性能中的定子电流、电磁转矩和定子磁链轨迹分别进行了仿真对比分析。仿真结果表明,采用基于滑模变结构的无传感器直接转矩控制方式可以减小定子电流和电磁转矩的脉动,定子磁链频带宽度变化较小,适合对高速同步电机控制。     

感应电机直接转矩控的转矩脉动最小化

本文提出了一种在感应电机直接转矩控制（DTC）中使用的占空比控制方法。和传统的直接转矩控制方法相比，使用占空比控制的直接转矩控制系统稳态转矩响应得到改善，转矩脉动也减少。在每一个开关周期，用转矩和磁通偏差作为模糊逻辑的输入，通过模糊逻辑算法来实现占空经的控制。SIMULIK的实验结果证实了该方法所宣称的改进效果。     

主动转速补偿策略的卷取机交流传动直接转矩控制系统

通过对热连轧卷取机系统的电机转速规程进行分析,针对实际生产中由加速度和轧机振动因素导致的卷取张力波动问题,提出一种新型张力控制模型.并且结合负荷观测与主动转速补偿的思想,在未安装转矩和轧辊转速传感器的条件下,首次对于这类有既定速度规程的交流电力拖动系统,设计出一种具有强抗扰能力的直接转矩控制系统.实验结果显示采用主动负荷观测与转速补偿控制方法,能够克服普通直接转矩控制系统的固有缺陷,减小电机转速波动与输出转矩的耦合,实现恒张力卷取的控制目标.     

在线转矩分配函数控制开关磁阻电机策略分析

开关磁阻电机(SRM)因双凸极结构,其内部磁场非线性导致运行过程中会产生较大的噪声和转矩脉动。根据开关磁阻电机数学模型,以四相8/6极SRM作为研究对象,用Matlab/Simulink搭建基于在线TSF策略的转矩脉动控制系统模型。系统将实时转矩跟踪参考转矩,将不确定性因素进行整体逼近减小误差,实现在线TSF控制。仿真结果表明,所提系统建模方法能有效地抑制转矩脉动,并增加其稳定性,为实际电机控制系统的设计提供新的思路及参考依据。     

基于气隙转矩的电机转矩测试仪

采用基于气隙转矩的方法对电机的转矩值在线进行辨识,自行搭建了硬件系统和编写了测试软件,通过测试数据发现,电机转矩辨识算法具有较高的精度。     

基于EKF的异步电机直接转矩控制系统仿真研究

为了提高直接转矩控制(DTC)系统定子磁链估计精度,降低电流、电压测量的随机误差,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)实现异步电机转子位置和速度估计的方法.扩展卡尔曼滤波器是建立在基于旋转坐标系下由定子电流、电压、转子转速和其它电机参量所构成的电机模型上,将定子电流、定子磁链、转速和转子角位置作为状态变量,定子电压为输入变量,定子电流为输出变量,通过对磁链和转速的闭环控制提高定子磁链的估计精度,实现了异步电机的无速度传感器直接转矩控制策略,仿真结果验证了该方法的可行性,提高了直接转矩的控制性能.     

基于MRAS的永磁同步电机直接转矩控制系统的研究

研究了一种基于模型参考自适应无速度传感器的永磁同步电机直接转矩控制系统:将永磁同步电机的磁链模型作为参考模型,估算的定子磁链模型作为可调模型,设计了自适应定律对电机的转速与定子电阻同时进行跟踪辨识,使用空间电压矢量调制技术组成了永磁同步电机无速度传感器直接转矩控制系统。仿真实验结果表明该系统获得了近似圆形的定子磁链,在转速与转矩变化时均能准确的估算出电机转速,具有良好的动、静态性能。     

电源技术

0224505基于无源性的永磁电机无速度传感器控制[刊]/李伟//控制理论与应用.—2002,19(3).—402～406(E)针对永磁电饥(PMSM)提出了一种无速度传感器的非线性控制策略。该策略能在已知负载的基础上实现给定转矩的精确跟踪。电机的速度通过一非线性降阶观测器来实现估计。在此基础上,利用电机的无源特性来设计电机的控制策略。最后通过仿真验证了所提出策略的有效性。参5     

基于转矩逆模型的SRM转矩脉动抑制研究

开关磁阻电机转矩逆模型的精度对于采用电流控制方式实现转矩控制的系统有很大的影响,文中采用经细菌群体趋药性算法优化后的最小二乘支持向量机建立开关磁阻电机的转矩逆模型,获得电流-转矩-角度特性;进而结合转矩分配函数和电流控制环构SRM转矩控制系统。通过仿真实验表明,该转矩逆模型准确地反映了电机的电流-转矩-角度特性,提高了开关磁阻电机控制系统中电流控制环的精度,并对该系统转矩脉动的抑制有重要作用。     

泵控软起动

本文介绍一种针对水泵电机的软起停方式,它以传统晶闸管软起动的主电路结构为基础,通过转矩闭环控制来调节触发角度,按照水泵系统的特性曲线来控制电机的电磁转矩,使控制电机起停的电磁转矩与泵系统特性曲线相匹配,使水泵能够平稳起停,避免“水锤”现象的发生。     

异步电机DTC系统脉动最小化研究

直接转矩控制具有控制简单、动态响应迅速、对参数变化鲁棒性强的特点,因此得到了广泛的应用。在传统的异步电动机直接转矩控制系统中,存在电压空间矢量对定子磁链幅值和磁通角的影响,特别是低速时系统脉动大。针对此问题,文章提出了一种的新的控制方法,该方法将磁链区间细分控制与电压矢量合成结合在一起,并通过引入模糊控制算法进一步提高了转矩响应时间,且减小了转矩脉动。仿真结果表明,本控制方法可以大大减小转矩脉动,具有较好的动静态性能。     

能量回馈式节能型异步电机对拖试验方案设计

本试验方案是为解决异步电动机在对拖时,由于陪伺电机的加载而产生反噬能量所设计。本设计采用了转速控制模式和转矩控制模式两种试验方法。在对拖电机同步转动的情况下,分别进行转速、转矩两种控制模式下的加载试验,通过基于Visual Basic的电机测试系统采集试验数据并生成数据图形进行分析。由试验结果可得转矩、转速两种控制模式加载下,主电机的机械能转化效率可分别达到85%和89%,表明该设计方案相比以往解决方案具有更高的效率和实用性。     

基于电机效率优化的异步电机直接转矩控制技术

本文提出了一种针对交流异步电机运行效率进行优化的直接转矩控制方案,通过对电机运行效率公式的推导,给出了定子磁链幅值的选择依据,将其与直接转矩控制中的定子磁链闭环结合起来,一方面可以提高电机的工作效率,另一方面也使转矩的脉动得到了减小,而控制系统简单结构并没有得到改变。     

交流电机高性能转矩控制教学内容设计

交流电机高性能转矩控制是交流调速课程讲授的核心,也是学生学习的难点。本文从交流电机产生转矩的物理本质出发,结合转矩和磁链解耦控制特征,全面阐述了交流电机中高性能转矩控制数学模型;基于这些模型分析了当前两种典型的交流电动机高性能转矩控制系统结构,最后给出实验结果。课堂教学结果显示,本文提出的教学内容设计能够使得学生迅速抓住交流电机高性能转矩控制本质,取得了很好的教学效果。     

三电平SVM-DTC的无轴承异步电机研究

针对无轴承异步电机多变量、非线性、强耦合的特性,直接转矩控制(DTC)优秀的控制的特点已经成为一种突出的无轴承异步电机控制性能方案。常规的两电平逆变器具有高的转矩脉动和大谐波的问题,三电平中点钳位逆变器(NPC)广泛应用于变频调速系统,其特点是逆变器开关器件分压使得器件端电压幅值降低,输出纹波脉动,控制性能优良,因此文中通过使用三电平逆变器的空间矢量调制用于直接转矩控制(SVM-DTC)来抑制电机定子转矩脉动。仿真结果表明,三电平逆变器的SVM-DTC能够有效地使无轴承异步电动机稳定悬浮,并且SVM-DTC能有效的抑制转矩脉动和转子的径向位移,提高了系统的精准度并保持了DTC系统的快速转速动态响应。     

永磁同步电机直接转矩控制系统的仿真研究

文章分析了永磁同步电机直接转矩控制的原理,阐述传统直接转矩控制系统转矩脉动的缺点,本文将空间矢量脉宽调制技术引入永磁同步电机的直接转矩控制系统中,利用空间矢量的调制过程,可在相同的系统硬件条件下得到更多的、连续的电压空间矢量,进而得到对电机更准确的控制。仿真结果表明,该方案既保持了直接转矩控制快速动态响应,又减小了电机转矩的脉动。