一种基于无功功率的异步电机矢量控制转子磁场准确定向方法

当转子磁场定向的异步电机矢量控制系统工作存高频弱磁区时，由于电机参数变化等多种因素影响，导致磁场定向不准，甚至危及电机可靠运行。为了保证磁场定向的准确，提出一种根据无功功率对转子磁场观测位置进行校正的控制方法，即以无功功率闭环来校正转子磁链的观测位置。同时，采用给定d轴电流的方法来保证系统不受磁链观测幅值不准的影响。实验证明，该方法改善了弱磁高速区的控制性能，使功率、电压均基本保持恒定，大大提高了矢量控制系统对电机参数特别是转子时间常数的鲁棒性。     

异步电机精准磁场定向控制策略研究

针对传统的矢量控制方法存在参数易漂移、磁场定向不准的问题,提出了一种基于电机转子磁链位置角的磁场定向校正方法,实现异步电机精准磁场定向控制。具体实现方法为在原有的矢量控制模型下,加入前馈解耦,由解耦后的电机模型推算出转子磁链位置角用以补偿转子时间常数,使电机能够保证精准的磁场定向。仿真和实验结果表明：提出的基于转子磁链位置角的磁场定向校正算法能准确地辨识出转子时间常数,实现异步电机精准磁场定向控制,改善电机的控制性能。     

一种新颖的无位置（速度）传感器异步电机直接磁场定向控制策略

异步电机直接磁场定向控制可以提高电机的动态响应速度，且其磁链观测环节位于反馈通道，所以具有比间接磁场定向更好的参数不敏感性。另外，传统的方法是利用光电编码器来获得磁链观测需要的速度信号，但在一些恶劣的工况下，安装光电编码器降低了电机的运行可靠性，且提高了电机的成本及体积，本文给出一种新的方法：利用模型参考自适应系统（MRAS）速度估算算法，通过电机终端的电压电流及估算的速度信号来观测磁链信号，从而达到直接磁场定向控制的目的。文章中给出了计算机仿真的结果来验证算法的可行性。     

矢量控制的电机参数辨识及自调整策略

矢量控制技术要使感应电机达到与直流电机相同的调速性能,准确获得磁场定向是关键,而磁场定向又依赖于电机模型参数的设定.解决这一问题的方法很多,文中对近年国内外一些有代表性的方法做了简单的介绍,并对每种方法的优缺点进行了分析.     

牵引电机矢量控制转子磁场准确定向实时校正策略

磁场准确定向是异步电机间接磁场定向控制技术实现转矩和励磁独立解耦控制的关键,磁场准确定向对电机转子时间常数具有很强的敏感性。文中对转子磁场定向不准引起的电机励磁和定子电压控制问题进行了推导和讨论,分析了改进型带幅值相位补偿的电压模型转子磁链观测器实现机理。本文将其他影响磁场准确定向的因素都归结到转子时间常数中予以考虑,提出了基于观测转子q轴磁链误差的实用化转子磁链准确定向实时校正策略,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性和磁场准确定向校正策略的有效性。     

异步电机磁路非线性及定子磁场定向转差控制

在分析磁路非线性对定子磁链影响的基础上，采用定子磁场定向的方法，将控制系统对电机参数的直接依赖性降到最低程度。详细介绍了基于动态模型的定子磁场定向转差控制，通过定子直轴电势和转差分别控制定子磁链辐值和定子电流转矩分量变化率，以达到良好的控制效果。     

基于矢量控制的多相感应电机电子变极调速技术

为了拓宽交流传动系统的恒功率调速运行范围,在研究多相系统变换理论和多相电机矢量控制的基础上,提出了一种基于转子磁场定向矢量控制的多相感应电机电子变极调速方法。该方法不需要额外增加电机的容量或电流,通过转子磁场定向矢量控制产生不同平面的谐波电流,驱动电机旋转,从而控制电机实现了在不停电情况下的电子变极,而且变极过程平滑,无大的转矩波动。本文以九相感应电机为例,对提出的方法进行实验验证,给出了其在转子磁场定向矢量控制下的3对极和9对极之间相互电子变极的实验结果。实验结果表明,所提出的方法能够在不停电的情况下实现电子变极调速,有效地提高了电机恒功率调速运行范围。     

并联双边直线感应电机次级定向控制

双边长初级直线感应电机初级模块并联联接,并由单逆变器供电是一种有效的直线驱动方式。为提高电机整体推力性能,提出一种基于次级整体磁链定向的矢量控制策略。首先,给出并联各直线感应电机模块的动态模型,推导出控制过程中并联电机模块总励磁电流和推力电流的计算方法。在此基础上,依据并联直线感应电机模块运行时各电机的耦合因数和次级的实时速度,进行次级磁场定向,实现并联直线感应电机次级磁场和推力的协同控制。仿真分析和实验结果表明,所提次级磁场定向控制方法能有效克服既有磁场定向控制时的推力波动问题,提高并联电机模块整体推力的平稳性。同时,该方法能提高并联直线感应电机运行时的功率因数,降低所需逆变器的容量。     

异步电机并联运行磁场定向控制

针对两台电机参数和负载不一致的情形,在原有单台电机磁场定向矢量控制模型的基础上,推导出适合一个逆变器控制两台电机的磁场定向控制模型.该方法考虑了电机参数的不同及电机定子电流的不一致,基于转子平均磁链进行定向,以两台电机的定子平均电流为控制目标,定子电流的d轴分量控制平均转子磁链,q轴分量控制平均电磁转矩.理论分析、仿真结果和实验结果表明了该控制方法的正确性和可行性.     

异步牵引电机方波单电流闭环控制策略及其参数鲁棒性分析

在轨道牵引传动系统中,电机在弱磁区通常采用方波控制。方波下传统矢量控制算法受限于电压角度这一单自由度而失效。同时,电机控制中磁场定向的准确与否受电机参数变化的影响。因此,方波下准确的磁场定向控制是牵引电机在弱磁区高性能控制的关键。该文针对方波特殊工况,提出一种单电流闭环弱磁控制策略,方波下电机q轴电压指令通过d轴电压指令和逆变器可输出最大电压得到。利用电机方程推导得到方波下电机参数变化对电机输出转矩、磁链、电流和电压的影响,进而分析了所提方波控制策略的参数鲁棒性。仿真和实验结果表明,该方法可实现对电机电流快速精准地控制,能够对因电机参数变化引起的磁场定向不准进行校正,保证电机输出期望转矩。     

基于随机进化灰狼优化算法的分数阶自抗扰起动控制

航空发动机在起动电机起动过程中负载特性会随着转速而变化,同时起动环境的差异以及起动电机自身参数的变化均给起动控制带来了难度。为了解决传统控制策略在处理不确定性问题时的不足,提出了一种基于随机进化灰狼优化算法的分数阶自抗扰控制器(REGWO-FO-ADRC)：利用自抗扰控制,增强起动过程中系统的抗扰动能力;结合分数阶控制,抑制由带宽上限引起的观测器估计误差,保证控制品质;设计基于随机进化的灰狼优化算法,对分数阶控制器的控制参数进行在线自整定;用可变的进化速率描述种群更新过程,增加过程中的随机性,提高全局搜索能力和收敛速度。仿真实验表明,设计的控制器能够有效抑制诸多不确定性对系统的影响,改善航空发动机的起动性能。     

感应电动机负荷暂态模型的参数填补方法及典型参数分析

电力系统中存在大量参数各异的感应电动机负荷,为研究其类型及相关参数的分布特征,以文献调研获得的224台电动机负荷模型参数为基础,以电动机模型在暂态仿真中的差异为依据,进行了深入分析。首先,针对调研所得模型参数中机械转矩系数和初始滑差大量缺失的问题,分别通过K最近邻填补方法、负载率或临界滑差予以填补;其次,针对不同电动机暂态响应的差异,以仿真所得的电动机暂态功率曲线为聚类依据,采用K均值算法,获得了7类暂态特征各异的电动机,并分析了7类电动机的参数分布特征。所得的7类典型参数值补充了IEEE和国家电网有限公司推荐的电动机参数集,为感应电动机负荷模型的典型参数取值提供了参考依据。     

异步电机参数的降阶模型辨识

异步电机的参数辨识随着更高精度的矢量控制的运用显的越来越重要,如果电机的参数不准确,无论是哪种矢量控制,由于解耦表达式或者模型观测器中都含有电机的参数,所以最终会导致控制的不准确。基于中型电机的定转子内阻较小这一特点,提出基于电机传递函数忽略模型下的曲线拟合方法。通过这种方法,能够精确辨识出较小的电机转子电阻,从而弥补了传统方法的不足。通过对定转子温度的测量,可以在线实时精确跟踪定转子电阻随温度的变化。     

微型电动机的参数辨识

对于直径２ｍｍ的微型电动机，由于微特性的影响，它的数学模型的建立将十分困难，一般电动机参数的计算理论也无法适用于微电机，所以很难得到微型电动机参数的精确值。本文运用电机先验理论得出微型电动机的大致模型，以此为基础利用比较成熟的最小二乘法对系统进行辩识，以确定微型电动机的参数值。     

永磁同步伺服电动机的动态参数

动态参数是影响伺服电动机动态性能最主要的因素之一.动态参数的高低直接决定伺服电动机动态及稳态性能的好坏.对传统的伺服电动机而言,几个主要的动态参数都有较清晰的定义和概念,长期以来在工程实践中广泛使用.但对正弦波驱动的永磁伺服电动机来说,电机的力矩常数Kt、反电势常数Ke、电气时间常数τe、机械时间常数τm和阻尼因数D等都有了新的变化,实践中常引起误解和混淆.文中主要分析永磁同步伺服电动机几个动态参数的含义以及和传统参数之间的差异,并从控制系统的要求出发,对几个最基本的动态参数和参数之间的相互关系进行分析,得出了一些实用的结论.     

永磁同步电动机无位置传感器数字控制系统的设计

为了克服机械式位置传感器的诸多弊病,以无位置传感器永磁同步电动机在变频空调中的应用为背景,设计出一款无位嚣传感器基于滑模观测器的PMSM数字驱动控制系统,实现了永磁同步电动机在无位置传感器的情况下磁场定向控制驱动控制系统。     

直线感应电机在线参数辨识

直线感应电机存在动态边端效应,励磁电感等参数随电机运行速度变化,离线参数辨识方法无法准确掌握电机参数,导致控制电机动态性能变差。本文采用模型参考自适应系统进行直线感应在线参数辨识,推导了直线感应电机状态空间方程,提出一种直线感应电机励磁电感在线辨识的算法。本文建立的电机状态观测器能够准确计算初级电流与次级磁链,参数辨识算法收敛性较好,实验和仿真结果表明电机励磁电感参数计算准确,能够正确反映动态边端效应对电机励磁参数影响的物理特性,即电机励磁电感随速度增加而减小。     

基于参数辨识的电动机过载保护原理研究

随着我国科技水平快速发展,感应电机不再仅仅是传统工农业生产中使用最多的电机,也是电动汽车领域和航天科技等热点问题中应用较为广泛的动力源。对此,电机中的过载保护技术也需要越来越智能化。在传统的电阻法过载保护基础上提出了一种更加智能的保护方法,实现了对电机运行时定子电阻的实时辨识,再通过电阻与温度的关系直接推算出电机内部温度。以一台1DPT160M系列的变频调速感应电机为例进行试验,验证了该方法的可行性,为电机保护器的过载保护技术提供了新方法。     

基于SAPSO算法的异步电动机参数辨识

异步电动机等效电路参数的准确辨识对电动机的控制具有重要作用,同时,等效电路参数的变化可以反映电动机的运行状态,故参数辨识也被运用到电机故障诊断中。将现代最优化算法应用到三相异步电动机的等效电路参数辨识中。通过将粒子群优化算法(PSO)和模拟退火算法(SA)相结合,可以准确有效地对异步电动机的6个等效参数进行辨识,与遗传算法相比,SA-PSO算法易于实现且收敛速度快。算法采用考虑铁耗的异步电机d-q坐标系下的模型来实现,将温度对电阻参数的影响考虑在内。通过算例证明了算法能够有效地对电机参数进行辨识及跟踪电阻的变化。     

基于PI控制的直流电机模型参数辨识

提出一种获取直流电机模型的新方法。通过调节PI控制参数,获得直流电机控制系统临界稳定条件和临界阻尼响应条件;根据实验结果,利用劳斯稳定判据计算直流电机模型,并给出直流电机模型参数辨识实例。