电机控制中混合空间矢量脉冲宽度调制的分析与仿真

直接转矩控制利用选择电压矢量达到磁链和转矩的控制,而参考矢量的变化导致各个矢量的等效作用时间发生变化.传统的直接转矩控制在电机磁链脉动和电流脉动方面存在一定的缺陷.SVPWM电压型逆变器换向序列与定子磁链脉动有一定关系,本研究在混合空间矢量脉宽调制方法的基础上研究了不同换向序列的定子磁链均方根脉动大小,并根据脉动量最小的原则将每个磁链扇区分成5个不同的区域,每个不同区域通过采用不同的换向序列,从而极大的减少了磁链的脉动.通过逆变器仿真和快速傅立叶变换分析了交流电机在改进混合SVPWM下的电流仿真结果,并与常规方法进行比较,验证了上述方法的有效性,为进一步研究直接转矩的性能改善奠定了基础.     

基于预期电压空间矢量调制技术的PMSM DTC系统

为了解决传统直接转矩控制中采用转矩和磁链滞环比较器给系统带来的转矩和磁链脉动大问题,本文提出一种基于预期电压空间矢量调制技术的PMSM DTC系统,并在MATALB/Simulink下进行了仿真研究.结果表明,此方法通过电压矢量调制产生定子的预期电压,并采用PI控制器,与传统直接转矩控制相比,该系统下的定子磁链和电磁转矩脉动减小比较明显,转速变化不大,具有良好的静动态响应性能.     

基于共模电压抑制的六相电机空间矢量调制

为了解决双Y移30°六相电机与逆变器组构成的系统中存在共模电压的问题,提出一种新的六相电机空间矢量脉宽调制方法以有效降低共模电压的幅值和变化频率.利用三相解耦PWM (pulse w idth modulation)算法将六相电压源逆变器的电压矢量分解到两个三相电压源逆变器中,得到和六相矢量空间解耦(vector space decomposition,VSD)方法近似的控制效果,再利用无零矢量PWM调制方法分别进行合成.对仿真结果的分析表明,保证了较好的电流、转矩和转速性能情况下,共模电压峰值为直流母线电压的1/6,共模电压的变化频率也显著降低.     

基于模糊DSVM控制策略的异步电机直接转矩控制

针对传统的异步电机直接转矩控制系统低速转矩脉动大、磁链轨迹内陷、电流畸变严重以及开关频率不固定等缺点,基于离散空间电压矢量调制（DSVM）技术和模糊控制技术提出一种改善异步电动机直接转矩控制系统低速运行性能的控制策略。将一个控制周期细分为朋个时间片,每个时间片输出1个电压矢量,可以合成多个等效的空间电压矢量,供控制策略选择,优化了开关选择表。采用模糊控制器选择电压工作矢量,取代传统的滞环比较控制器。仿真结果表明,改进的DSVM控制策略及模糊控制算法的应用,有效改善了直接转矩控制的低速运行性能。在开关频率恒定的前提下,低速时磁链轨迹趋于圆形,电流谐波分量明显减少,平均转矩脉动降低为3．1％。     

基于DSP的空间矢量脉宽调制（SVPWM）的实现

根据电机的基本理论,详细分析了空间矢量的基本原理,提出了一种简单的空间矢量脉宽调制（space vector pulse width modulation,SVPWM）方法．该方法根据α-β复空间中的状态开关矢量,直接合成参考电压空间矢量,进行相关矢量作用时间的求取．计算量适中,实时性好,逆变器输出电流谐波小,电机转矩脉动小．本算法应用于以TMS320LF2407A为核心的感应电机变频调速系统中,实验结果表明,采用SVPWM技术的感应电动机变频调速系统实现简单,性能优越,改善了电机的运行品质,提高了逆变器的母线电压利用率．     

基于DSP的空间矢量脉宽调制(SVPWM)的实现

根据电机的基本理论,详细分析了空间矢量的基本原理,提出了一种简单的空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation, SVPWM)方法.该方法根据α-β复空间中的状态开关矢量,直接合成参考电压空间矢量,进行相关矢量作用时间的求取.计算量适中,实时性好,逆变器输出电流谐波小,电机转矩脉动小.本算法应用于以TMS320LF2407A为核心的感应电机变频调速系统中,实验结果表明,采用SVPWM技术的感应电动机变频调速系统实现简单,性能优越,改善了电机的运行品质,提高了逆变器的母线电压利用率.     

横向磁通永磁电机直接转矩控制系统研究

横向磁通永磁电机具有高转矩密度等优点,但其转矩脉动严重地影响了输出特性。提出一种改进的空间矢量直接转矩控制方法,并增加电压矢量数量及磁链区域的进一步细分,改变定子磁链和转矩的估测模型及磁链角的获取,使开关频率增加,转矩脉动减小,以削弱电流谐波,可有效地减小转矩脉动和磁链,电机得到平稳运行。将传统直接转矩与改进的空间矢量直接转矩控制进行对比研究,研究表明,改进的直接转矩控制减小了转矩脉动,增加了负载转矩,使横向磁通永磁电机工作性能得到提升。     

基于磁链误差矢量预测的PMSM直接转矩控制

为了抑制磁链和转矩脉动引入了磁链误差矢量预测，在分析永磁同步电动机（PMSM）直接转矩控制基本原理的 基础上，结合空间矢量调制思想，提出了一种通过预测磁链误差矢量的改进型直接转矩控制（FEV-DTC）策略，将转矩误 差经过一个PI控制器之后作为磁链旋转速度的参考值，与磁链给定值结合成为预测的磁链差值矢量，然后计算应采用的 电压矢量.电压矢量用空间矢量调制（SVM）方法实现.仿真和实验结果表明，与基本直接转矩控制（DTC）相比，FEVE- DTC能显著减小磁链和转矩脉动，具有更优越的运行性能.     

容错型牵引电机驱动系统的间接定子量控制

针对基于三相四开关容错逆变器的电力牵引传动系统,提出牵引电机的间接定子量控制方案.采用间接定子量算法生成参考电压矢量,以固定逆变器开关频率和减小电磁转矩脉动;通过含有饱和限幅环节的改进型磁链观测器抑制定子磁链的积分漂移.针对三相四开关空间电压矢量的特殊性,给出了容错逆变器SVPWM调制算法;考虑到容错逆变器直流侧电容中点电压不平衡的问题,建立了中点电压补偿模型,提出了一种基于PID调节器的补偿方案.通过MATLAB/Simulink仿真实验证明了所设计的基于三相四开关容错逆变器的牵引电机间接定子量控制方案的可行性和有效性.     

滞环容差自适应算法的直接转矩控制研究

传统感应电机直接转矩控制(DTC)系统的滞环控制器为Bang-Bang控制, 其滞环容差保持不变, 因此低速下被调节的磁链和转矩具有较大脉动. 为改善转矩和磁链响应, 在传统滞环比较器基础上, 提出了一种滞环容差自适应调节控制方法, 通过对转矩或磁链误差的当前采样值和历史采样值以及滞环比较历史输出值的综合比较, 得到当前滞环输出控制信号, 并充分利用零电压矢量和反向电压矢量, 达到满意控制效果. 仿真结果表明该算法不仅能有效降低定子磁链和转矩脉动, 也能够有效降低开关频率, 提高了逆变器效率.     

异步电动机直接转矩控制仿真研究

根据直接转矩控制原理,在异步电动机数学模型的基础之上,利用MATLAB 6.1软件构造了一个异步电动机调速系统。较为详细地对仿真模型中的定子磁链观测器模块以及开关状态控制模块进行了描述,并简要说明了空间电压矢量作用于磁链,使得磁链矢量产生运动的原理。针对转矩脉动问题进行了深入分析,结合目前较为先进的有效电压矢量作用时间算法,给出了具体可行的解决方案。通过对某一具体参数的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,同时给出了不同转矩脉动减小方案下的转矩波形对比,从而证明了所提出的方案在实现转矩脉动的减小方面的效果。     

无磁链反馈无刷直流电机控制研究

基于直接转矩控制的无磁链反馈,提出一种无刷直流电机控制方法,该方法运用转速和转矩滞环的逻辑信号来驱动空间电压矢量,既起到直接控制电机转矩作用,又削弱了转矩脉动;这种方法消除了复杂的磁链环节,SIMULINK和实验结果表明,该系统实现了设计要求.     

基于滑模变结构永磁同步电机的直接转矩控制

采用传统的直接转矩控制策略时,电机电磁转矩和磁链脉动较大,并且逆变器开关频率不恒定.为解决该问题,将滑模变结构控制策略引入永磁同步电机直接转矩控制系统中,应用Matlab/Simulink对其进行仿真研究,并且实现了基于TMS320LF2407滑模变结构永磁同步电机的直接转矩控制,并对控制系统动、静态性能与传统直接转矩控制进行了对比研究.仿真和实验结果表明：与传统直接转矩控制相比较,滑模变结构直接转矩控制系统中定子磁链和电磁转矩脉动大幅度降低,而动态响应速度基本相同,逆变器开关频率恒定.     

基于二阶滑模的永磁同步电机直接转矩控制研究

为解决传统直接转矩控制系统中存在的定子磁链与电磁转矩波动较大问题,提出了一种基于滑模变结构的控制方案。利用SVPWM空间电压矢量脉冲宽度调制代替滞环控制以及开关表,用转矩与磁链的二阶滑模控制器取代传统PI调节器,加强了转矩和磁链的控制精度,抑制其抖振。用滑模观测器代替传感器,提高了调速系统的控制性能和抗干扰能力。Matlab仿真实验结果表明：改进后的控制系统可以有效地降低磁链和转矩脉动,改善其静态、动态性能及系统的鲁棒性。     

基于零矢量插入的矢量细分的PMSM直接转矩控制研究

依据永磁同步电机直接转矩控制理论,采用矢量细分的控制策略和SVPWM调制方法,将原6个电压矢量和6个磁链扇区细分成12个电压矢量和12个磁链扇区,并分析不同电压矢量在每个定子磁链扇区内对转矩的作用,在此基础上,引入零矢量的插入,提出新的电压矢量开关表,利用MATLAB软件进行仿真,理论分析和仿真结果表明这种控制策略可以在很大程度上减小转矩脉动,具有更好的动静态性能.     

永磁同步电机直接交轴磁链控制

隐极式永磁同步电机转矩中定子磁链幅值和转矩角均为可控变量,两者的共同作用效果即为交轴磁链.以定子绕组星形连接的永磁同步电机为例,提出了一种通过控制交轴磁链实现对电机转矩直接控制的方法.该方法直接根据转矩控制要求选择优化的电压矢量实现对电机交轴磁链的控制,不要求保持定子磁链幅值恒定,不需要复杂的坐标变换.仿真结果验证了理论分析的正确性和控制方法的可行性.     

一种新型的异步电机SVM-DTC方法

为解决传统SVM-DTC控制方法在低速时稳定比较困难的问题,提出一种新型SVM-DTC控制方法。采用闭环控制的磁链估算新方法,克服在开环控制中磁链估算带来的饱和或直流漂移等缺点;在空间矢量调制中用模糊控制器替代传统的PI控制器,使转矩误差最小,保持恒定的开关频率。实验结果表明,在低速时,该方法比传统方法的磁链脉动和转矩脉动分别减少25 %和33 %,能消除直流漂移等问题,提高系统的控制性能。     

一种新型的永磁同步电机直接转矩控制方法

永磁同步电机传统直接转矩控制方法采用磁链和转矩双闭环结构实现对电机转矩的直接控制.由于控制过程中要保持磁链幅值恒定,不仅限制了电机的动态性能,同时,为了实现恒定的定子磁链幅值,还需要额外的无功电流,降低了电机功率因数,增加了系统损耗.本文从转矩优化和无功电流优化控制的角度出发,提出了一种新型的直接转矩控制方法,控制过程中直接根据转矩控制要求选择电压矢量,不要求磁链幅值恒定,对转子位置要求不高,控制过程中能够实现磁链幅值的动态调整,电机在具有良好动态性能的同时具有较高的功率因数.仿真结果验证了理论分析的正确性和方法的可行性.     

车用永磁同步电机MT坐标系下DTC控制

针对直接转矩驱动技术在电动汽车动力系统应用中存在的低速转矩脉动和该动力系统对恒功率调速范围要求较高的问题,提出了一种新型永磁同步电机MT坐标系下直接转矩控制系统.该系统工作在与定子磁链同步旋转的参考坐标系中,采用改进式MTPA控制实现参考磁链的计算,利用定子磁链控制器所产生的磁链误差积分实现磁链估算.采用不同的电压矢量对逆变器的电压饱和所产生的磁链估算误差进行补偿,从而提高磁链估算精度.仿真结果表明,该系统有效减小了低速转矩脉动,拓宽了调速范围.     

基于最小铜损的BLDCM矢量控制

为了降低无刷直流电机（BLDCM）驱动系统的转矩脉动,提高运行效率,提出了基于最小铜损的BLDCM矢量控制方案.该方案实现思路是基于最小铜损设计电流指令发生器,发生器根据速度外环输出的参考转矩获得BLDCM定子电流给定值.定子电流给定值与实际定子电流比较后,经过电流内环PI调节器生成逆变器参考电压,其控制逆变器进行空间矢量脉宽调制（SVPWM）〖JP〗并输出驱动BLDCM的相电压,实现BLDCM的矢量控制.为了验证基于最小铜损BLDCM矢量控制方案的可行性和有效性,建立了该系统的Simulink仿真模型,仿真结果证实了BLDCM矢量控制在降低转矩脉动的同时兼具良好的动态和静态性能.