永磁同步电动机空间矢量转矩控制方法研究

结合空间矢量PWM与直接转矩控制的特点提出一种空间矢量转矩控制方法。利用直接转矩控制中检测与估算的信号根据定子电压计算模型进行推导．得出定子电压的两相运动坐标系分量并合成定子电压,以此为基础重新设计系统控制结构。该方法充分借助SVPWM连续调节的优点,回避了传统直接转矩控制通过6个离散的基本空间矢量对定子磁链及电磁转矩实施控制而造成的转矩与电流脉动,保留直接转矩控制响应迅速、控制简单的特点,兼顾了系统快速性与高精度要求。仿真与实验结果证明该方法的有效性。     

异步电机直接转矩控制的仿真研究

在异步电动机α-β坐标系下介绍了异步电动机的数学模型、直接转矩控制(DTC)系统的工作原理和基本组成。针对直接转矩控制系统存在的转矩脉动问题,给出了一种新型的定子磁链控制器和转矩控制器,采用新型的电压矢量选择表代替传统的电压矢量选择表。并在Matlab/Simulink平台上搭建了异步电动机直接转矩控制调速系统的仿真模型,并对仿真模型中的主要模块进行了描述,简要说明了空间电压矢量的选择对转矩和磁链的作用和影响。仿真结果验证了该模型的正确性和整个系统的快速动态响应特性。     

永磁同步电机无差拍直接转矩控制系统研究

针对传统永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)中存在的磁链、转矩脉动大、开关频率不固定等问题,提出了一种永磁同步电机的无差拍直接转矩控制(DB-DTC)方法,在离散化电机方程基础上利用无差拍控制原理计算出电压矢量,并结合了空间矢量调制技术(SVM)产生开关信号控制电机运行。同时针对离散系统运算耗时所带来的控制周期的误差,进一步基于永磁体同步电机数学模型,提出了一种电流观测器以预测下一控制周期的电流值,目的是准确估计定子磁链和转矩。研究结果表明,所提出的PMSM DB-DTC不仅继承了传统DTC动态响应快的优点,而且能极大程度地削弱定子磁链和转矩的脉动,该系统具有良好的动静态性能,电流观测器能预测定子电流,确保了PMSM DB-DTC系统的控制精度。     

开绕组电机控制系统的共模电压抑制方法研究

为解决单电源供电开绕组交流电机驱动系统存在的共模电压问题,分析了开绕组交流电机驱动系统与常规交流电机驱动系统共模电压的关系,给出了开绕组交流电机端的共模电压表达式,分别针对开绕组交流电机在常规直接转矩控制（DTC）和简化空间矢量调制直接转矩控制（SSVM—DTC）算法下的共模电压抑制问题,提出了电压空间矢量的选取方法,优化了两种控制策略。针对DTC,利用两个逆变器中4组不同空间电压矢量所产生的共模电压为零的特性,选取合适的组合以抑制共模电压;针对SSVM—DTC,将电机端给定电压空间电压矢量分解为两个幅值相等、相位与给定电压矢量互差30。的新电压空间矢量,以达到合成电压空间矢量共模电压为零的目的。仿真结果表明,共模电压的最大幅值会减小至接近于零,远小于原先的幅值,验证了该控制策略的有效性和可行性。     

开关磁阻电机位置控制系统的变磁链SVPWM-DTC算法

针对传统直接转矩控制(DTC)在开关磁阻电机(SRM)位置控制系统中存在的开关频率不定、转矩脉动大、定子铜耗高等问题,提出一种变磁链空间矢量调制-直接转矩控制(SVPWM-DTC)算法.在传统DTC的基础上,对SVPWM-DTC算法中电压矢量的选择及作用时间进行推导,使磁链能被定量调节.结合SRM的基本工作原理,详细分析磁链给定值与定子电流的关系,提出变磁链控制策略.充分考虑磁链变化角及磁链给定值之间的相互影响,结合电机磁链数据,给出磁链给定值选取原则,在减小转矩脉动的同时,保证电机铜耗最小化.以三相6/4极SRM为仿真控制对象,将DTC、SVPWM-DTC与变磁链SVPWM-DTC进行仿真对比.结果表明:变磁链SVPWM-DTC算法能够有效提高位置控制系统的动、静态特性及效率.     

基于SVPWM的电动汽车直接转矩控制方法研究

针对传统直接转矩控制系统中存在较大转矩磁链脉动和开关频率不恒定等问题,对电动汽车用永磁同步电机的数学模型及其直接转矩控制方法进行了研究,提出了一种基于空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)的直接转矩控制系统方案。该方案采用预期电压矢量计算单元取代传统直接转矩系统中滞环比较器,以得到能够减小当前定子磁链与转矩脉动的预期电压矢量,再利用SVPWM技术将预期电压矢量转换为实际电压矢量以实现对电机的控制。在Matlab/Simulink下构建了基于SVPWM的电动汽车直接转矩控制系统的仿真模型。仿真研究结果表明,该控制系统可以获得较小的转矩脉动和磁链脉动。     

基于负载角控制的直接转矩控制系统研究

介绍了一种空间电压矢量调制直接转矩控制新方法.通过对转矩偏差进行PI调节,获得下一周期的负载角,结合转子磁链的位置得到期望的定子磁链矢量.利用空间电压矢量调制技术实现对逆变器电压状态的控制.仿真表明,该系统能够更好地控制定子磁链和转矩的脉动,具有良好的性能.     

一种新型三电平逆变器直接转矩控制策略的研究

为了解决基于查表三电平DTC控制存在的电压矢量选择复杂性问题,将基于PI调节思想的DTC感应电机控制策略引入到三电平逆变器的控制中。有效降低了三电平逆变器DTC控制的复杂程度,便于系统实现。仿真结果表明这种基于PI调节的直接转矩控制方法具有便于中点电位控制、转矩响应快、转矩脉动低等优点。     

永磁同步电机直接转矩控制系统的新电压矢量控制方法

直接转矩控制是交流伺服系统中继矢量控制之后的一种新的控制方式。永磁同步电机的直接转矩控制拥有非常快速的转矩响应速度,但是传统的直接转矩控制系统容易导致系统出现转矩脉动。针对传统DTC的不足,提出了新的永磁同步电机直接转矩控制方式,能够调制出不同方向和不同大小的电压矢量以减小转矩脉动。     

异步电机直接转矩控制系统改进方案的研究

针对直接转矩控制(DTC)异步电机低速运行时存在较大转矩脉动的问题,介绍了改进的控制方案.重点对离散空间矢量调制(DSVM)方法进行了分析.     

基于空间矢量的同步磁阻电机直接转矩控制

针对传统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,导致磁链、转矩脉动较大和开关频率不固定等问题,对同步磁阻电机直接转矩控制进行了研究,开展了直接转矩控制的基本原理分析,根据同步磁阻电机的数学模型,提出了一种定子磁场定向下磁链和转矩双闭环PI控制结构的直接转矩控制方案,采用空间矢量调制策略,克服了传统直接转矩控制的缺点。利用Matlab/Simulink搭建了两种直接转矩控制方案的仿真模型,并利用基于d SPACE的实验平台对该方案的低速性能进行实验研究,研究结果表明:相较于传统的直接转矩控制,该方案能明显减小电机的转矩脉动并且能保持开关频率恒定,能使电机在低速范围内具有良好的动态性能,并且使得电机在低速范围内稳定运行,证明了该方案的可行性和有效性。     

基于Matlab/Simulink的异步电机直接转矩控制系统仿真

在异步电动机数学模型的基础之上,利用MATLAB／Simulink软件构建了一个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进行了描述,并简要说明了空间电压矢量对磁链和转矩的作用及影响。通过对异步电动机进行仿真实验,得到电压、电流、转速、转矩以及磁链的仿真波形。     

Adaptive MRAC-based direct torque control with SVM for sensorless induction motor using adaptive observer

This paper presents an improved direct torque control (DTC) method for induction motor (IM) drive. The main drawback of the conventional DTC is the use of hysteresis comparators which leads to high torque and flux ripples. The improvement in this paper includes using the space vector modulation to preserve a constant switching frequency and to reduce totally flux and torque ripples. Besides, the torque and stator flux regulation will be done based on model reference adaptive control (MRAC) strategy to ensure a robust control against external disturbance and less sensitivity from machine parameter variation unlike the conventional proportional-integral (PI) controllers. Furthermore, a design of an adaptive observer based on Lyapunov stability is presented for speed/flux and load torque estimation. The observer can improve the control performances and decrease the cost and increase reliability of the global control system by reducing the number of sensors. The proposed strategy will be examined under simulation tests using Matlab/Simulink and experimental implementation with real-time interface (RTI) based on dSpace 1104 board.     

矩阵变换器与直接转矩控制技术的融合研究

通过电机定子磁链的增量实时计算出矩阵变换器的期望输出电压矢量,结合矩阵变换器双空间矢量调制策略和异步电机直接转矩控制技术,实现了采用矩阵变换器供电的异步电机直接转矩控制.利用Matlab/Simulink构建了系统模型,给出了仿真结果.结果表明,系统运行稳定,具有优良的动静态性能.     

三相电压型整流器SVPWM控制简化算法研究

提出了应用于三相电压型脉宽调制整流器的空间矢量简化算法。该算法采用输入电压空间矢量定向,合成所需参考电压,结合直接电流控制的方法进行电流跟踪控制,提高了整流器的整体性能,实现了单位功率因数整流。     

基于离散时间无差拍的无轴承异步电动机SVM-DTC系统

针对无轴承异步电动机多变量、非线性和强耦合的特点,提出了一种基于离散时间无差拍的SVM-DTC控制方法。该方法基于定子磁场定向的同步旋转坐标系,通过离散时间无差拍算法得到转矩和磁链的控制电压分量,实现转矩与磁链的动态解耦,解决了转矩环与磁链环的耦合问题。并对离散时间无差拍的SVM-DTC和传统DTC控制系统进行了仿真,结果表明:与传统DTC方法相比,基于离散时间无差拍的SVM-DTC方法可以更好地抑制无轴承异步电动机的转矩、磁链和转子径向位移的脉动,提高了无轴承异步电动机的悬浮性能。最后,采用数字信号处理器TMS320F2812DSP作为控制器对提出的控制方法进行试验研究,结果表明基于离散时间无差拍的SVM-DTC方法可以实现无轴承异步电动机的稳定悬浮。