一种永磁同步压缩机三相电流重构方法

为提高永磁同步电机无传感器控制的性能,需要对电动机三相电流进行有效采样.针对电动机相电流检测的原理和采样时间的要求,采用一种基于单电阻采样方式的电动机相电流重构方法.同时,对空间电压矢量非观测区域原理进行分析,提出一种通过附加观测矢量和补偿矢量的方法来合成目标矢量的方法,对非观测区域的三相电流进行了有效的重构.基于IRMCF343芯片设计了一套无传感器永磁同步电机控制的平台.实验结果表明该方法在低成本的变频空调领域具有实用价值.     

基于四开关SVPWM控制算法的永磁同步电机矢量控制系统的研究

本文在深入分析了四开关逆变器的运行原理的基础上,深入研究了四开关SVPWM控制算法,提出了三种四开关SVPWM的DSP实现方法,并对三种方法进行比较。分析了三相四开关永磁同步电机矢量控制原理,仿真和实验结果表明,采用"五段式"SVPWM方案的三相四开关永磁同步电机矢量控制系统具有更好的性能。     

双三相和两相永磁同步电机串联系统方法研究

基于冗余自由度独立控制和相序转换规则,实现多台多相电机的串联控制,提出一种由单台逆变器驱动一台双三相永磁同步电机和一台两相永磁同步电机的串联系统,建立了两台永磁同步电机串联系统解耦数学模型和相序转换规则,研究了串联电机间基波磁动势的相互影响关系,采用空间矢量调制技术对串联系统电机的变速、变载进行驱动控制。仿真结果表明:单逆变器驱动双三相和两相电机串联系统可以独立运行,转速和负载的变化对另一台电机没有影响。     

一种新型双三相无轴承永磁同步电机结构原理及控制研究

针对传统无轴承永磁同步电机内部两套绕组结构复杂、可靠性低等缺点,提出了一种新型双三相绕组结构的无轴承永磁同步电机。电机采用分布式绕组结构并分为两个空间对称的独立三相绕组单元,通过两个三相逆变器在两个绕组单元中同时通入两组不同序列的电流实现电机的无轴承运行。推导了悬浮力与转矩数学模型。在Ansoft中建立有限元模型,分析了电机在两组电流控制下的磁场分布状况,分别计算了悬浮力与转矩随电流变化的关系,以及偏心磁拉力与转子偏移量的关系,仿真模型计算结果与理论模型计算结果基本吻合。建立了一种控制电机对称相电流不平衡的控制策略,将电机等效为两个普通三相电机,两个电机控制部分中的空间矢量脉宽调制模块SVM所需的信号由转矩电流参考值和悬浮力电流参考值合成再调制得到。采用Matlab软件构建了仿真系统,仿真结果表明,本文提出的双三相无轴承永磁同步电机在该控制策略下能够实现转子的高速旋转与稳定悬浮。     

双三相永磁直线同步电动机的运行特性研究

针对永磁直线同步电机推力波动大的明显缺点,提出了一种新型的双三相永磁直线同步电机,完成了双三相永磁直线同步电机在d-q坐标系下的数学建模,重点研究了双三相永磁直线同步电机的运行特性,最后通过Ansoft有限元方法(FEM)进行了验证,仿真实验证明了理论的正确性,研究结果为双三相永磁直线同步电机设计理论及控制策略有着指导意义。     

三相矢量下永磁同步电机占空比预测电流控制

针对永磁同步电机在传统模型预测控制下,存在单个控制周期计算复杂、稳态电流波动较大、开关频率不固定等问题,提出一种三相电压矢量下的永磁同步电机占空比预测电流控制策略。该策略运用三相电压矢量进行预测控制,仅经3次预测后,利用最优、次优电压矢量进行一次占空比计算,经转化后即可得出两电平逆变器单控制周期内三相开关时间,从而输出任意幅值、相角的期望电压矢量。仿真结果表明,该策略与经典双矢量和三矢量预测电流控制相比,其控制性能更优异且耗时更短。     

双三相永磁同步发电机的矢量控制与数字实现

针对相移30°Y型连接双三相永磁同步发电机(DTP-PMSG),分别采用双d-q变换和空间矢量结构方法建立了不完全解耦和完全解耦的DTP-PMSG数学模型。对双三相PMSG进行空间矢量解耦分析,并分析了各子空间与机电能量的关系。分别对双三相PMSG的两种数学模型的矢量控制数字实现进行了理论分析。针对离散型最大四矢量法在一个开关周期内存在单个IGBT全开的现象,提出了一种改进的离散型的最大四矢量方法。最后对两种矢量控制方式进行了实验验证,实验结果表明在达到相同的母线电压时,两种控制方案的控制效果相同,谐波成分不同,验证了两种矢量解耦方式在双三相永磁同步发电机中的有效性。     

多套三相永磁同步电机缺相容错电流统一计算方法

半对称与全对称是多套三相永磁同步电机常见的2种定子绕组结构。该文针对不同绕组结构的多套三相永磁同步电机不对称缺相故障,以输出转矩最大为优化目标,提出一种统一的缺相容错电流计算方法。该方法综合考虑电机相数的奇偶性及绕组结构的差异性,通过引入偶数次谐波矢量及广义零序矢量重构解耦矩阵,适用于任意多套三相永磁同步电机缺相容错电流计算。最后,通过一台9k W九相半对称永磁同步电机的缺相容错控制试验,验证计算结果的正确性。     

双三相永磁同步电机绕组开路故障诊断方法

为了实现对双三相永磁同步电机绕组开路故障的快速诊断与定位，利用双三相永磁同步电机所特有的谐波子平面，提出采用谐波子平面电流矢量并结合归一化处理方案的双三相永磁同步电机绕组开路故障诊断策略。首先，根据故障前后谐波子平面电流矢量幅值大小的变化进行绕组开路故障的检测，其次，依据绕组开路故障后不同的电流矢量相角，准确定位出发生开路故障的绕组。为消除负载发生突变时可能造成的误诊断现象，进一步设计了针对谐波子平面电流矢量的归一化处理方案，提升对双三相永磁同步电机绕组开路故障诊断的鲁棒性。仿真和实验结果表明，所提策略能够快速地诊断并定位出绕组的开路故障，在负载发生突变时也可以表现出良好的可靠性和鲁棒性。     

双三相永磁同步电机多矢量控制技术研究

传统空间矢量调制技术只控制α-β平面的电压参考矢量,忽视了x-y平面的电压参考矢量,因此x-y平面产生较大的电流谐波分量,导致电机定子铜耗增加,影响电机控制性能。以双三相永磁同步电机为研究对象,采用2种4矢量SVPWM调制策略,同时控制α-β平面和x-y平面的电压参考矢量。结合电机解耦数学模型和基于id=0的矢量控制技术,对双三相永磁同步电机调速系统进行仿真分析。结果表明,两种SVPWM控制算法能够提高直流母线电压的利用率,输出电压接近正弦,电磁转矩脉动小,电流谐波含量少,定子铜耗低,验证了该方法的可行性和有效性。     

Digital field-oriented control for dual three-phase induction motor drives

A direct rotor-field-oriented control of a dual-three phase induction motor drive is described in this paper. The induction machine has two sets of stator three-phase windings spatially shifted by 30 electrical degrees. The stator windings are fed by a current-controlled pulsewidth-modulation (PWM) six-phase voltage-source inverter. Three key issues are discussed: (1) the machine dynamic model is based on the vector space decomposition theory; (2) the PWM strategy uses the double zero-sequence injection modulation technique which gives good results with low computational and hardware requirements; and (3) to eliminate the inherent asymmetries of the drive power section, a new current control scheme is proposed. Experimental results are presented for a 10-kW dual three-phase induction motor drive prototype.     

采用六相八桥臂变流器永磁同步电机系统的驱动及容错控制仿真研究

对双Y移30°的六相永磁电机控制系统分析时,如果电机本体结构设计时各相绕组间互感可以忽略不计,可以将其看作2套三相子控制系统进行分析。参考常规三相半桥拓扑结构下电机的建模,对三相四桥臂拓扑结构下的子系统进行建模;在三相半桥控制系统空间矢量调制原理的基础上,提出了三相四桥臂的三维静止坐标系下的空间矢量调制原理;最后,对常见的一相故障提出两种容错控制策略,并利用仿真对控制策略进行验证。     

Time-stepping finite-element analysis of brushless doubly fedmachine taking iron loss and saturation into account

The stator of a brushless doubly fed machine (BDFM) is furnished with two sets of three-phase windings. These windings always have different pole numbers and are generally supplied at different frequencies. Investigation of the field distribution in a BDPM indicates that no polar symmetry can be associated to it. In addition, the motion of the field is not a simple rotation, as in a induction motor. Therefore, it is not expected that the representation of saturation by means of traditional saturation factors will yield useful results. In this paper, the authors describe a time-stepping finite-element model for the BDFM which can readily represent the effect of saturation. In addition, it is shown that iron losses can be calculated as the time-stepping solution proceeds. The model is verified using measurements made on a test machine. The use of saturation factors in conjunction with an analytical model is also investigated     

双绕组高压发电机外部故障仿真模型

建立了双绕组高压发电机的详细电路分析数学模型。模型可以用来分析双绕组高压发电机的稳态运行、外部相间故障或接地故障。采用理论分析方法计算了高压发电机的两套三相定子绕组的自感和互感,并且以11 MW、45 kV的双绕组高压发电机为模型,给出了稳态运行和故障时的仿真结果。利用该模型可以对高压发电机的保护方案进行有效的验证或者作相应的改进。     

双三相异步电动机直接转矩控制定子磁链观测的研究

介绍了一种新型双三相异步电机直接转矩控制(DTC)的策略,构建了由2套互差30°(电角度)、中点隔离的对称三相绕组所组成的双三相异步电机模型.运用PI调节器对定子磁场实施同步控制.通过自适应定子磁链观测(ASFO)来提高磁通的估计值,并根据磁链与转子位置关系估计出转子的位置.该方法具有良好的暂态与稳态性能,有效地降低了...     

Double Three-phase Induction Machine Modeling for Internal Faults Simulation

Multi-phase induction motors present excellent characteristics for faulty tolerant operation. Among them, six-phase induction motors, which are among the most used, exhibit two types of configuration: the double three-phase and the six-phase with single neutral. The double three-phase presents the advantage of reducing harmonics with its symmetric winding. This article presents a new modeling of the double three-phase induction machine for internal faults simulation. The developed model is composed by two sets of three-phase stator windings forming two stars. The model considers an arbitrary displacement (α) between stator stars, allowing the simulation of this type induction machines with different configurations, with 60° displacement used herein. The simulations of internal faults, such as stator windings or rotor faults, are both considered in the proposed model, allowing the machine study under abnormal conditions. The double three-phase induction machine model was fully implemented in real coordinates, making it possible to simulate stator and rotor faults without being necessary to change system equations coordinate. Several examples allow verifying the characteristics of the proposed model and its application for internal fault analysis. Experimental results are also presented to validate the obtained simulation results.     

三相电力变压器的场路耦合模型及突发短路过程计算

电力变压器在电网中运行,受到电网电压约束,分析其突发短路时的电磁过程,一般需要采用场路耦合的方法。T法具有求解变量少、计算代价小的优点,引入绕组的耦合电压项后,可用于电力变压器的计算。本文建立了三相变压器基于T-T0-W表述的场路耦合三维有限元模型,通过考虑变压器绕组的不同联接方式及多种负载情况,对变压器在不同短路情况进行了计算、分析。结果表明,在复杂短路过程中的短路电流可能超过突发三相短路时的最大电流。     

双三相异步电动机的建模和仿真研究

提出了一种双三相异步电动机的建模新方法。基于磁动势和功率不变的原则,构建了一套等效的三相绕组。应用成熟的三相异步电动机在两相静止坐标系上的数学模型,建立了双三相异步电动机在α-β坐标系上的数学模型和基于Simulink的仿真模型。设计制作了一台4极、1.1kW的双三相异步电动机并进行了仿真和试验对比研究。结果表明,仿真结果与试验结果吻合,两者间的最大误差在2%以下。这种基于绕组变换的建模方法是正确有效的。     

Thermal analysis of a run-capacitor single-phase induction motor

A procedure for thermal analysis of a run-capacitor single-phase induction motor characterized by two different windings is presented. The procedure allows for the computation of the average winding temperature rise, and the temperature rises of the two different windings separately. The proposed thermal analysis is based on a lumped-parameter network commonly used for the three-phase induction motor. The paper illustrates how this network is adaptable for analysing the run-capacitor single-phase motor temperatures. In order to test the procedure, the predicted results are compared with those obtained from finite-element analysis and experimental data. Both comparisons show an appreciable agreement, confirming the validity of the analysis.     

3/12相双绕组发电机数学模型研究

介绍了3/12相交直流同时供电(双绕组)发电机的结构特点。在某些近似假设条件下,将 12 相4Y互移15直流绕组等效为一个3相Y绕组,然后通过适当处理两套绕组之间的耦合,得出了与耦合有关的参数间的相互关系,从而简化了d-q-0 系统的数学模型、导出了简明的电压和磁链方程及相应的d和q轴等效电路,为分析该类电机的各项性能奠定了坚实的理论基础。该文所用方法同样适用于其它结构的双绕组发电机。