基于预测SVPWM的永磁同步发电机直接转矩控制

针对一般永磁同步发电机的直接转矩控制存在转矩波动较大的问题,提出一种基于预测空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)的直接转矩控制策略该策略利用转矩、磁链预测算法算出下一周期需要补偿的电压矢量,再利用SVPWM合成该电压矢量,从而减小转矩波动。通过仿真研究的分析结果表明,该方法在保持系统快速动态响应的同时,有效地减少了转矩的脉动,明显地改善了系统的控制性能。     

一种改进的永磁同步发电机模型预测直接转矩控制方法

传统的永磁同步发电机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)模型预测直接转矩控制方法(model predictive direct torque control,MP-DTC)通常在同步旋转dq坐标系上实现预测控制,这导致该算法需要复杂的坐标变换单元,且对发电机的参数变化较敏感。针对这一问题,提出了一种改进的PMSG MP-DTC方法。该方法首先采用全阶滑模观测器在静止坐标系上观测等效反电动势,然后根据观测的等效反电动势和采样的定子电流实现静止坐标系上的定子磁链和转矩预测,从而避免了复杂的坐标变换运算,提高了参数鲁棒性,改善了系统的动态特性。实验结果表明,所提算法有效提高了系统的动态特性和参数鲁棒性,并明显减小了计算负担。     

基于转矩预测的永磁同步电动机模糊直接转矩控制研究

针对IM DTC和PMSM DTC中零电压空间矢量作用效果的不同,提出基于转矩预测的PMSM模糊直接转矩控制方法,模糊控制规则表中使用零电压矢量.根据转矩偏差、定子磁链偏差的符号和大小以及定子磁链所处的扇区经模糊推理得到合适的电压空间矢量,再使用预测控制算法计算该矢量和零电压矢量(如果需要)分别作用的时间,限制电磁转矩在给定环宽范围内.仿真分析表明,零电压矢量的引入和预测控制算法的应用减小了转矩脉动,对传统的永磁同步电动机直接转矩控制系统性能有明显的改善.     

永磁同步发电机直接转矩控制中定子电阻预测算法研究

在永磁同步电动机直接转矩控制中，定子电阻是一个需要精确给定的参数。但由于绕组温升等因素影响，定子电阻在运行过程中是一个变量。文中提出一种用于面贴式永磁同步电动机直接转矩控制的定子电阻检测新方法。该方法通过观测到的电磁转矩和实测电流来实时调整磁链计算所用的电阻值。理论分析证明稳态时，电磁转矩和电流的比值波动方向与定子电阻变化方向相反，由此可以采用PI调节器来进行电阻预测。仿真和实验结果表明，该算法可以在线实时估计电阻变化，并加以补偿。     

永磁同步发电机无位置传感器直接转矩控制

在介绍永磁同步发电机(PMSG)转矩模型和直接转矩控制(DTC)理论的基础上,将DTC用于直驱式风力发电变流系统PMSG的控制中.详细分析了发电机转子初始位置检测和永磁电机发电状态下DTC的矢量表构造,提出了无位置传感器的DTC方案,并搭建了实验平台加以验证.平台以DSP320LF2812构成核心控制电路,PMSG和功率变流器构成主电路.实验结果证明了所提方案的可行性和有效性.     

永磁同步电机模型预测直接转矩控制

针对传统直接转矩控制方法转矩和定子磁链脉动大的问题,提出基于性能指标评估函数的永磁同步电机模型预测直接转矩控制,在dq旋转坐标系下建立内埋式永磁同步电机预测模型,阐述模型预测控制方法具体实施过程,提出可实现不同控制目标的权重系数可调的性能指标评估函数,并以评估结果为依据选取最优电压矢量,同时与传统直接转矩控制进行详细比较。实验结果表明,所提出的模型预测直接转矩控制优于传统直接转矩控制,可以有效地抑制转矩和定子磁链脉动,同时降低逆变器开关频率,减小开关损耗,并可以通过调节权重系数控制电机运行状态,验证了该方法的可行性和有效性。     

永磁同步电机直接转矩控制与模型预测转矩控制比较研究

对永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)系统和基于定子磁链坐标系的模型预测转矩控制(MPTC)系统的控制性能、平均开关频率、参数鲁棒性等进行比较。DTC系统结构简单,平均开关频率较低,但磁链和转矩脉动大于MPTC。MPTC性能较好,但计算复杂,实时性较差。同时,两者均存在参数失配鲁棒性较差和开关频率不恒定的共性问题。针对开关频率不恒定的问题,提出一种开关频率固定的PMSM MPTC方法,可将每个采样周期开关切换次数固定为2次。仿真结果表明：该方法可使开关频率固定为采样频率的1/3,且将备选开关状态减少为3个。     

六相永磁同步发电机占空比模型预测直接功率控制

针对传统六相永磁同步发电机(PMSG)单矢量模型预测直接功率控制(MPDPC)电流谐波大、有功和无功功率波动剧烈的问题,提出了一种占空比合成矢量MPDPC。通过对六相整流器的最大和中大电压矢量进行重构,获得12个合成矢量,实现了对谐波电流的有效抑制。在此基础上,提出在每个周期内同时作用一个合成矢量和零矢量,并根据有功和无功预测无差拍原理计算最优占空比,进一步抑制了有功和无功功率脉动。试验结果表明,所提占空比合成矢量MPDPC可以有效减少电流谐波和功率脉动。     

永磁同步电机优化模型预测转矩控制

为了减少传统模型预测转矩控制(model predictive torque control,MPTC)的计算量并消除转矩与磁链之间的权重系数,优化MPTC方法,提出一种改进模型预测转矩控制方法,利用转矩与磁链无差拍预测控制原理在线计算下一周期预施加的参考电压矢量,根据参考电压所处扇区进一步确定待选电压矢量,无需对所有电压矢量作用下的系统行为进行预测,将传统方法的8次预测减小到2次,显著减小计算量;在其基础上,构建电压误差代价函数取代传统转矩与磁链误差代价函数,选取与参考电压误差最小的矢量作为最优电压矢量,消除了MPTC的权重系数,进一步简化系统结构。仿真与实验结果表明,提出的优化MPTC方法能够显著降低传统算法计算量,并且具有良好的控制性能。     

基于直接电流控制的永磁同步发电机控制研究

针对永磁同步发电机(PMSG)系统交流器控制稳定性问题,提出一种改进的直接电流控制策略,通过引入自适应调节后的电流再加上前馈补偿项,从而得到精确的变流器电压控制信号。搭建了改进控制策略的仿真模型,分析验证了改进策略的可行性。在此基础上采用DSP+FPGA实现了所提出的控制策略,并进行了相关的实验,结果证明,该控制策略下的直驱风电变流器并网冲击小、谐波含量低、电流平衡度高。     

永磁同步电动机的直接转矩控制研究

永磁同步电动机是一个强耦合的非线性系统。本文针对永磁同步电动机的特点,结合直接转矩控制方案,对永磁同步电动机直接转矩控制方法和调速控制问题进行了深入地研究。文中首先介绍了永磁同步电动机的基本结构,并根据电机基本理论建立了三相永磁同步电动机在转子坐标系下的数学模型,再以三相永磁同步电动机为基础,分析了直接转矩控制的基本理论,最后提出了永磁同步电动机直接转矩控制系统的原理。仿真结果表明,并且在不同参考转速给定下系统具有更好的适应性。     

基于dSPACE的永磁同步电动机直接转矩控制研究

直接转矩控制在应用中要解决的主要问题就是低速区较大的磁链脉动和转矩脉动.空间电压矢量直接转矩控制(SVM-DTC)应用于永磁同步电机(PMSM)驱动系统中,能够有效地减小磁链脉动和转矩脉动.本文基于定子电流进行磁链观测,进而根据磁链误差电压矢量方法,借助空间矢量调制方法,计算同时满足磁链和转矩要求的电压矢量.通过dSPACE硬件在回路仿真平台进行验证,验证了控制方法的有效性.     

基于DSP的永磁同步电动机直接转矩控制研究

分析了永磁同步电机直接转矩控制的运行机理,提出了基于智能功率模块IPM的保护方案以及定子电流过流检测与保护方案,开发了一套基于TMS320F240的永磁同步电机直接转矩控制调速系统。实验表明,该系统具有优良的转矩快速动态响应特性,对系统参数摄动和对外干扰具有很强的鲁棒性。实验系统安全可靠运行表明该调速系统具有优良的故障检测和保护功能,硬件设计思想合理。     

永磁同步电动机的直接转矩控制

针对凸极转子结构的钕铁硼永磁同步电动机(PMSM)提出了直接转矩控制(DTC)方法,由于实现电机转矩和定子磁链的分别控制,并采用定子磁链滞环比较的电压矢量PWM逆变技术,提高了系统动态响应,并且算法也比较简单。     

永磁同步电机直接转矩控制在线效率优化方法

针对传统永磁同步电机直接转矩控制中电机效率优化方法存在计算复杂、影响电机稳态性能等缺点,提出基于在线磁链观测器的最小损耗算法。所提算法充分考虑电机本体参数的变化特性,以直接转矩系统中参考磁链为研究对象,建立电机动态最小损耗模型。通过仿真和实验验证了所提模型算法的有效性,实现了运行效率的提升,保证了电机运行的动、稳态性能。     

永磁同步电机的改进模型预测直接转矩控制

针对永磁同步电机直接转矩控制(DTC)中存在的转矩脉动和磁链纹波大的问题,提出一种改进的模型预测直接转矩控制方法。在两相静止坐标系下,依据无差拍控制理论计算出使电磁转矩和定子磁链在下一周期达到给定值的期望电压矢量。通过引入虚拟电压矢量将电压矢量空间划分成13个扇区,根据期望电压矢量所在扇区位置选取相应的实际电压矢量,可选取的实际电压矢量由传统的8个电压矢量扩展为14个电压矢量。该方法具有虚拟电压矢量占空比固定、调制简单以及运算次数少的优点。对直接转矩控制、传统的模型预测直接转矩控制以及改进的模型预测直接转矩控制进行仿真对比,结果表明,改进的模型预测控制方法能有效地抑制转矩脉动和磁链纹波,减小定子电流畸变率,提高系统的鲁棒性。     

基于模糊控制的永磁同步电动机直接转矩控制

提出了一种基于模糊控制的永磁同步电机直接转矩控制系统。系统将定子磁链偏差、转矩偏差和定子磁链矢量的位置角模糊化并作为模糊控制器的输入量,根据所制定的模糊控制规则综合选择控制逆变器开关状态的电压矢量。并且,零电压矢量被引入以保证在一定的情况下保持当前的转矩和磁链状态,减少逆变器开关次数。仿真实验结果表明该系统能有效抑制转矩脉动,提高系统的起动响应速度。     

基于GRNN的永磁同步电动机直接转矩控制

研究了一种基于泛化回归神经网络(GRNN)的永磁同步电动机(PMSM)直接转矩控制(DTC)策略.在策略中,利用设计的 GRNN 控制器替换传统 PMSM-DTC 转矩及磁链滞环控制器和开关状态选择表,通过 GRNN 对输入数据不断优化选择能力,它可以有效地解决由于传统 Pang-Pang 型滞环控制器引起的系统转矩脉动过大问题.同时,通过仿真验证了基于新型 GRNN 控制器的 PMSM-DTC 系统的控制性能.仿真结果表明:通过与常规的 PMSM-DTC仿真结果相比较,新策略仍然具有较好的快速动态特性,尤其是系统稳态性能得到了明显改善.     

基于SVPWM的永磁同步电动机直接转矩控制

针对永磁同步电动机（PMSM）传统直接转矩控制（DTC）系统中磁链和转矩脉动大的问题,研究基于电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）策略的PMSM DTC.给出PMSM在αβ坐标系下的数学模型,然后结合SVPWM原理,在定子磁链Ψs幅值保持恒定的情况下,通过控制转子磁链Ψs和定子磁链Ψs间负载角δsm的增量△δsm来控制电磁转矩Te的增量△Te,从而达到控制电动机转速的目的.在Matlab/Simulink仿真环境下,对该控制系统进行了建模和仿真,与传统DTC系统比较,该方法具有更好的动、静态性能,定子两相电流的正弦度更好,磁链和转矩脉动明显减小.     

永磁同步电机有限集模型预测直接转矩控制

针对永磁同步电机(PMSM)模型预测直接转矩控制(DTC)转矩脉动大、功率元件开关频率不恒定等问题,将两电平逆变器的8个电压空间矢量作为有限控制集,应用到PMSM DTC中。设计考虑转矩误差、最大转矩电流比及电流约束的成本函数,利用成本函数来估算有限集合中各电压矢量的占空比,从而求得逆变器的最优电压矢量作为系统控制量。与传统模型预测控制方法相比,该方法的电流谐波和转矩脉动显著降低,且转矩动态性能也得到改善。仿真试验结果验证了所提出的控制方案有效性。