基于调制系数最优法的TLDMC-PMSM新型直接转矩控制

针对矩阵变换器永磁同步电机系统(MC-PMSM)直接转矩控制方法出现的转矩磁链脉动大、幅值失调、系统鲁棒性弱等问题,提出了一种基于调制系数最优法的三电平直接矩阵变换器永磁同步电机(TLDMC-PMSM)新型直接转矩控制方法。首先描述了MC-PMSM直接转矩控制系统的原理;其次用三电平直接矩阵变换器替换两电平矩阵变换器,转速环通过复叠式螺旋滑模控制、转矩磁链环通过超螺旋滑模直接转矩控制替换传统的比例积分控制,并且引入调制系数最优法来抑制电机转矩波动逐渐增大,进而实现对永磁同步电机的精确控制;最后通过MATLAB/Simulink仿真软件和硬件实验验证所提方法的可行性与优越性。     

基于磁场定向的矩阵变换器驱动感应电机变结构直接转矩控制

提出一种新型的基于磁场定向的矩阵变换器驱动感应电机直接转矩控制方法,将滑模变结构控制策略引入矩阵变换器驱动感应电机直接转矩控制中,以代替传统方法中的转矩和磁链滞环比较器,并结合矩阵变换器空间矢量调制方法,实现矩阵变换器开关频率恒定。实验结果表明,通过使用转矩和定子磁链2个滑模变结构控制器并结合矩阵变换器直接空间矢量调制,既可以保留传统矩阵变换器驱动感应电机直接转矩控制转矩快速响应的特点,又可以保证开关频率恒定和减小转矩脉动,有效地改善了系统的动静态性能。     

矩阵变换器供电的直接转矩控制系统研究

针对矩阵变换器空间矢量调制策略对输入电压敏感的问题,分析了输入电压畸变对矩阵变换器输出电压的影响。基于直接转矩控制理论和电机转矩方程,证明了矩阵变换器供电的直接转矩控制系统的可行性,研究了矩阵变换器电压矢量幅值对直接转矩控制系统性能的影响。理论分析和仿真结果表明：矩阵变换器供电的直接转矩系统动态性能好,转矩脉动较小,对输入电压畸变具有一定的抑制作用。     

异步电动机复合滑模直接转矩控制方法研究

针对传统直接转矩控制系统低速时电机转矩和转速波动大的不足,设计了复合滑模直接转矩控制器,该控制器由一积分切换的自适应滑模控制器并联积分环节构成.在Matlab/Simulink下分别建立了传统直接转矩圆形磁链轨迹控制模型和复合滑模直接转矩控制模型.仿真结果验证,与使用传统直接转矩控制算法相比较,该方法能提高系统鲁棒性,在相同仿真条件下转矩和转速的波动明显减小,从而证明了该方法的可行性.     

矩阵变换器驱动感应电机转矩和转子磁链控制

提出了一种新型的基于感应电机状态方程的矩阵变换器驱动感应电机直接转矩和转子磁链控制方法,将传统直接转矩中的定子磁链控制替换为转子磁链控制,可以得到比传统直接转矩更高的输出转矩.将滑模变结构控制策略引入到矩阵变换器驱动感应电机直接转矩和转子磁链控制中,设计了基于加速度型趋近律的控制律,并直接在静止坐标系下进行运算,不需要传统控制中的坐标变换,采用光滑函数代替常规符号函数,从而达到快速趋近滑模面且具有低抖动的效果.结合矩阵变换器双空间矢量调制方法,并将矩阵变换器过调制方法用于感应电机直接转矩控制中,达到矩阵变换器开关频率恒定和电机快速转矩响应的目的.实验结果验证了该方法的正确性和有效性.     

基于双级矩阵变换器的直接转矩控制系统

研究了基于双级矩阵变换器的异步电机直接转矩控制策略。传统的直接转矩控制(Direct Torque Control,简称DTC)算法直接施加在双级矩阵变换器的逆变级,而在整流级使用空间矢量调制的方法。在此设计了一种特殊的换流策略,即在整流级换流前后,在逆变级插入零开关状态,保证了整流级的零电流换流特性。该方法结合了DTC和双级矩阵变换器的优点。设计并实现了实验样机系统,实验结果验证了该控制策略的可行性和有效性。     

双桥矩阵变换器—异步电动机直接转矩控制策略的研究

在深入分析双桥矩阵变换器的拓扑结构特点和直接转矩控制基本原理的基础上,提出一种采用双桥矩阵变换器与异步电动机直接转矩控制相结合的新的调制策略,推导出双桥矩阵变换器整流级的调制算法和逆变级的直接转矩控制策略,此控制策略既可实现对异步电动机实施动态性能优良的直接转矩控制,又可获得良好的输入电流波形和可调的功率因数.仿真结果验证了所提控制策略的正确性和可行性.     

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。     

基于矩阵变换器的异步电机直接转矩模糊控制

由矩阵变换器驱动的异步电机直接转矩控制(DTC)会导致较大的转矩脉动,只适用于调速要求不高的场合.为了减小转矩脉动,提出了一种模糊控制方法,采用模糊控制器来优化选择电压矢量.MATLAB仿真结果显示直接转矩模糊控制(DTFC)比传统的DTC转矩脉动小,磁链和转矩的综合性能都有所改善,证明了该方法的有效性.     

矩阵变换器-永磁同步电机系统旋转矢量共模电压抑制策略

针对永磁同步电机系统共模电压较大造成系统可靠性降低的问题,提出一种新型矩阵变换器(MC)直接转矩控制(DTC)策略,将传统矩阵变换器直接转矩控制开关表中部分有效矢量替换为与其方向相同或相近的旋转矢量,以此达到减小共模电压的目的.分析了矩阵变换器输出电压矢量随输入电压相角变化的规律,当有效矢量与旋转矢量的夹角在不影响控制效果的误差范围之内时,用旋转矢量将有效矢量替换,依此修改传统矩阵变换器直接转矩控制的开关表,从而得到新型矩阵变换器开关表.由于满足替换条件的旋转矢量同时存在两个,以减小开关损耗为原则,选取使开关状态变化数量较少的一个旋转矢量.对新型控制策略进行实验研究,结果表明,与传统策略相比,新型策略能够有效抑制共模电压.     

基于模糊控制的永磁同步电机直接转矩控制

设计了基于模糊控制的永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)系统,采用模糊控制器取代了传统DTC系统中的磁链和转矩滞环比较器及开关表。仿真结果表明:模糊控制PMSM DTC系统运行良好,可实现四象限运行,与传统开关表相比,可有效减小转矩脉动和平均开关频率。研究了转矩误差论域和零电压矢量对模糊控制性能的影响,并基于转矩角对电压矢量作用的影响规律,提出了考虑转矩角的PMSM模糊直接转矩控制。仿真结果表明:在转矩角较大时,考虑转矩角的PMSM模糊DTC系统可有效减小转矩和磁链脉动,改善控制性能。     

模糊自适应控制在永磁同步电机直接转矩控制的应用

提出了一种新的永磁同步电机直接转矩控制方法。永磁同步电机直接转矩控制中,没有任何一个逆变器开关矢量能够产生恰好的定子电压,使该电压可以产生所期望的转矩和磁通变化,因而产生了较大的转矩和磁通脉动,并且逆变器的开关周期不恒定。这种脉动通过控制正反电压矢量作用时间可以降低,提出了一种自适应模糊控制器确定占空比的方法。该控制器输出部分的比例因子可以根据转矩的变化趋势经自适应机构的模糊规则库在线调整,不仅可以使永磁同步电机直接转矩控制系统保持恒定的开关频率,而且可以有效地减小磁链和转矩脉动,特别是低速时的转矩脉动。仿真验证了自适应模糊永磁同步电机直接转矩控制策略的有效性。     

一种鲁棒滑模永磁同步电动机DTC控制

传统的永磁同步电动机直接转矩控制策略中存在转矩脉动大、有速度超调、抗干扰能力差等问题.为了解决和改善这些关键问题,将滑模控制理论与永磁同步电动机直接转矩控制技术相结合,设计了一种新型的速度滑模控制方法.仿真结果表明,所设计的方法既能有效减小转矩脉动、消除速度超调的问题,同时又兼备了滑模控制响应快、鲁棒性强的优点.     

基于二阶滑模算法的永磁电机直接转矩控制

针对传统直接转矩控制(DTC)方法低速控制精度差、转矩脉动大、开关频率不稳定等问题,提出了一种基于二阶滑模控制的永磁电机DTC方法。该控制方法基于二阶滑模控制原理,将传统磁链控制器与转矩控制器以滑模控制器替代,对空间电压进行矢量调制,提高了开关频率的稳定性,获得了良好的动态稳定性,改善了电机输出性能。仿真与试验结果表明,该控制方法能够有效减小电流脉动与转矩脉动,同时提高了控制系统的抗干扰能力,实现了电机的快速动态响应,具有较强的鲁棒性能。     

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。     

基于滑模和空间矢量调制的永磁同步电动机直接转矩控制

针对永磁同步电动机(IPMSM)的常规直接转矩控制(DTC)中存在的磁链转矩脉动大和开关频率不恒定等问题,在建立定子磁链坐标系下永磁同步电动机数学模型的基础上,提出了一种基于滑模和空间矢量调制(SVM)的新型DTC方法,该方法利用转矩和磁链滑模控制器(SMC)替代常规DTC中的磁滞比较器和开关策略,再结合空间矢量调制方法控制逆变器运行。仿真和实验结果证明了这种基于空间矢量调制的直接转矩控制方法可以有效地减小常规直接转矩控制中的磁链和转矩脉动,并使逆变器工作在恒定的开关频率下。     

基于比例积分-准谐振控制器的直驱式永磁同步电机转矩脉动抑制方法

由于受逆变器固有的非线性特性和气隙磁通谐波等因素的影响,永磁同步电机定子电流中含有大量的高次谐波分量,这些谐波电流分量与转子永磁体磁场作用,使电机产生谐波转矩脉动,特别是在直接驱动系统中,转矩脉动更为严重。针对这一问题,从转矩脉动产生的机理出发,提出一种基于比例积分-准谐振控制器的转矩脉动抑制方法。该方法根据理想谐振控制器在谐振频率点处的增益为无穷大,可以对谐振频率点处的正弦信号实现零稳态误差跟踪控制,将谐振控制器与电流环PI控制器并联,对定子电流中的谐波分量进行补偿,改善定子电流波形,实现抑制转矩脉动的目的。仿真与实验结果证明了所提方法的正确性和有效性。     

基于实测定子电流的表贴式永磁同步电机转矩波动系数计算方法

利用实测定子电流计算转矩波动系数有助于监测永磁同步电机在实际工况下的转矩波动程度以及根据其变化进行故障预测。针对采用d-q轴数学模型、矢量控制的表贴式永磁同步电机,考虑永磁同步电机定子电流基波、谐波与转子磁场基波、谐波的相互作用对转矩波动的影响,推导出转矩解析计算模型。实测定子电流以及转子磁场进行傅里叶分析,确定主要谐波阶次以及转矩波动的主要阶次。依据对实验实例的分析,提出了利用实测定子电流计算永磁同步电机转矩及其波动系数的方法。结果表明能够用于实时监测永磁同步电机在实际工况下输出转矩波动系数。     

模糊控制调节电压矢量占空比的永磁同步电机直接转控制系统

设计了模糊控制调节电压矢量占空比的永磁同步电机直接转矩控制系统,采用开关表选择电压矢量,采用模糊控制器调节电压矢量的占空比。仿真结果表明模糊控制调节电压矢量占空比的永磁同步电机直接转矩控制系统运行良好,可以实现永磁同步电机驱动系统的四象限运行。与直接转矩控制和传统模糊直接转矩控制相比,模糊控制调节电压矢量占空比的直接转矩控制策略可有效减小磁链和转矩脉动,降低电流谐波含量,但增大了平均开关频率。