基于Clarke变换的鼠笼异步电动机故障诊断方法

在交流电机坐标变换分析的基础上,指出了国际上通用的Park矢量方法及其扩展方法的不足之处。提出利用Clarke矢量轨迹识别方法判断电机的常见电气故障;基于负序电流的思想,进行定子绕组匝间短路判别,经仿真和实验验证表明方法有效可行。     

Clarke变换中系数槡（2/3）1/2的推导

按照坐标变换必须遵循的原则,依矩阵变换法则,对电机矢量控制中Clarke变换公式的系数槡2/3进行详细数学推导,对伺服系统的设计具有一定的借鉴意义。     

Clarke变换中系数(√)2／3的推导

按照坐标变换必须遵循的原则,依矩阵变换法则,对电机矢量控制中Clarke变换公式的系数√2/3进行详细数学推导,对伺服系统的设计具有一定的借鉴意义.     

双UKF算法及其在感应电机矢量控制中的应用

在无轨迹卡尔曼滤波器(UKF)算法的基础上,建立应用于感应电机矢量控制系统的双UKF算法,实现电机状态和参数的同时观测.电机模型选择以定、转子磁链为状态变量的降阶方程,从而有效避免了数值计算的不稳定性.利用Simulink建立感应电机矢量控制系统,通过仿真比较了双UKF与扩展卡尔曼滤波器(EKF)两种算法的性能.实验结果表明,双UKF算法能有效提高状态估计和参数辨识的精度和收敛速度.     

低载波比工况下永磁同步电机磁链矢量轨迹分析

永磁同步电机采用空间矢量脉宽调制控制时,每个PWM周期内施加适当的电压矢量(包括电压矢量的模值、相位及作用时间)。通常情况下电机的每个基波周期内包含多个PWM周期,因此电压矢量的积分会产生一个多边形的磁链矢量运行轨迹,接近于圆形轨迹。但是,当载波比(即PWM频率与电机基波频率之比)较低时,气隙磁链矢量的多边形运行轨迹的边数很少,远远偏离于圆形,导致电流矢量的运行轨迹也偏离圆形,从而使得相电流波形畸变、电机的矢量控制性能恶化。本文将对比分析常规三相永磁同步电机和双三相永磁同步电机的数学模型、电压矢量的合成以及磁链矢量的轨迹特性,为在低载波比工况下改善电机的控制性能提供理论依据     

基于EKF的感应电机无传感器矢量控制

介绍了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)实现感应电机转子位置和速度估计的方法。该方法通过测量电机的端电压和流过定子线圈的电流在线估计电机转子的位置和速度,实现了感应电机的无传感器矢量控制策略。感应电机无传感器矢量控制系统采用双闭环控制,仿真结果验证了该算法的可行性。     

永磁同步电机性能分析的一种图形化方法

针对永磁同步电机( PMSM)性能分析不便的问题,提出了一种通过定子电流矢量轨迹分析PMSM性能的方法,即基于PMSM的数学模型,编写MATLAB程序,计算电机的各项性能下的参数,从而提高分析的效率.同时,以图形方式给出定子电流矢量轨迹,可让人很直观地了解电机的性能.     

基于UKF的永磁同步电动机无传感器矢量控制研究

针对扩展卡尔曼滤波状态估计为有偏估计,对模型误差鲁棒性差等问题,将无轨迹卡尔曼滤波引入永磁同步电动机控制中,研究了基于无轨迹卡尔曼滤波的永磁同步电动机无传感器矢量控制策略,利用永磁同步电动机dq坐标系下的非线性模型和无轨迹卡尔曼滤波技术建立了无轨迹卡尔曼观测器,该观测器不需要电机机械参数和电机转子初始位置信息,可以实时估计电机定子直轴电流、定子交轴电流、转子位置和转速.仿真研究表明,所设计观测器能准确估计电机直轴电流、交轴电流、转子位置和转速,具有较好的速度响应特性,并对转子初始位置误差具有较快的收敛特性.该观测器也对系统参数摄动、外部干扰、测量误差、过程噪声和测量噪声具有很强鲁棒性.     

基于电流矢量角的IPMSM最大转矩电压比深度弱磁控制

电机处于高速轻载工况下,为了使电机效率最佳,需要控制电机电流工作点从最大转矩电压比(MTPV)轨迹沿着电压极限椭圆切换至普通弱磁区.基于直轴电流差的MTPV控制算法能够实现该电流轨迹控制,但是切换过程不平滑,伴随着电流和转矩震荡.在超前角弱磁法的基础上,提出一种基于电流矢量角的MTPV控制算法,利用电流矢量角查表得到MTPV轨迹上的电流矢量幅值,以此作为约束条件来实现MT-PV控制,由于未使用开关来完成电流轨迹切换,MTPV轨迹至普通弱磁区实现平滑切换,电流和转矩平滑过渡.Matlab/Simulink仿真验证了所提算法的有效性.     

一种永磁同步电机电流直接反馈矢量控制

为了避免经典矢量控制的复杂坐标变换,提出一种通过电流直接反馈而消去Clarke坐标变换的简化矢量控制方法,并在永磁同步电机(PMSM)的控制中进行研究。搭建简化的基于电机定子电流直接反馈的矢量模型(M2)和基于转子磁场定向电流直接反馈的矢量控制系统(M3)。通过仿真与经典矢量控制系统(M1)进行对比分析研究,仿真结果表明:M2和M3均具有经典模型M1的特性,而且M2在启动、变负载、变转速情况下均具有最快的响应速度,因而适合于对响应速度有严格要求的场合;M3的响应速度较慢,但其转速、转矩的动态超调最小,稳态性能也较好。综合以上分析可知,改进的电流直接反馈矢量控制较经典模型不仅略去了Clarke坐标变换,而且其速度和转矩响应均有所改善,使系统性能得到提高。     

Robust space vector modulation technique for unbalance voltage disturbances

Space vector modulation (SVM) is one of the most popular PWM techniques used in multilevel inverters. The calculation of reference vector location is very important for SVM technique to obtain exact switching times and to determine correct space vectors. Balanced/unbalanced voltage disturbance occurred in a three-phase system affects the switching times and output voltage of the multilevel inverter. In this study, effects of the disturbances such as line–line faults, balanced and unbalanced voltage sags/swells to SVM technique are investigated and a new technique derived from Clarke transformation is proposed. The effects of disturbances are minimized with this new method. Power System Computer-Aided Design is used to simulate the proposed test system.     

基于神经网络技术的水轮发电机组轴心轨迹识别与故障判定研究

轴心轨迹图形包含了丰富的机组运行状态信息,轴心轨迹识别是判断水轮发电机组轴系故障的重要技术手段;神经网络技术是一种通过计算机程序模拟人类大脑结构功能的智能化技术思想,具有自学习的优点。本文首次提出采用神经网络技术通过仿射不变矩算法计算出特征向量,以特征向量作为数据分类依据识别轴心轨迹图形,从而达到故障判定的目标。数值模拟测试结果表明,该技术的故障识别率能达到95%以上,证明基于神经网络技术的水轮发电机组轴心轨迹识别算法对于机组故障诊断具有重要价值。     

基于时域变换特性分析的电能质量扰动分类方法

在分析电能质量扰动Clarke变换和Park变换特性的基础上,提取了扰动的四个特征量,并利用这些特征量对5种单一扰动和6种混合扰动进行了较为准确的分类,且算法简单,易于硬件实现,并可以作为电量参数分析和评估的基础。最后,对提出的扰动分类方法进行了仿真分析,仿真结果表明,提出的特征量及分类方法准确、有效和误判率低,识别混合扰动效果较好。     

基于扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电机控制系统仿真

将扩展卡尔曼滤波（EKF）应用于永磁同步电机（PMSM）渊速控制,利用Matlab／Simulink搭建PMSM矢量控制系统仿真模型。仿真结果表明,控制系统在高、低速以及带负载情况下部能半稳运行,EKF估计得到的转角θ和转速ω能很好的跟踪实际的转角与转速。     

考虑开路运行模式时的五相永磁同步电机FOC

五相永磁同步电机在开路故障下,由于缺乏有效的空间解耦模型,常采用滞环电流控制。针对滞环电流控制难以应用于大功率场合的问题,提出了一种五相电机矢量控制,即正常模式、单相开路、两相开路(包括相邻和不相邻两相开路)模式下的转子磁场定向控制(FOC)。所提FOC基于维持基波定子磁动势和定子永磁体磁链圆形旋转的原则,给出了适用于各种运行模式下的Clarke和Park变换矩阵以及空间解耦模型。这些解耦模型具有相似的电压方程和转矩方程形式,因此矢量控制可以得到统一。在五相电机驱动系统上验证了所提出的空间解耦模型及FOC方法的有效性和可行性。     

基于相模变换的互相关故障定位方法

对容易受故障影响的配电网,若直接使用三相电流量进行定位,互相关算法定位故障效果不明显。为解决该问题,采用Clarke变换对多个监测点的三相故障电流进行解耦,得到的三个电流模量更能反映各种故障的特征。为了避免单一模量不能反映所有故障特征,结合三个电流模量通过最大值对其进行筛选,选用合适的模量进行互相关算法分析,得到的相关系数反映两个监测点信号波形的相似度,相关系数与配电网各监测点位置结合分析可有效地定位普通故障与雷击故障,提高配电网运行的稳定性。使用 PSCAD/EMTDC 软件进行仿真,经过大量的仿真数据验证,以上方法可以准确有效地定位故障。     

基于空间矢量的快速电压暂降检测方法

提出了一种基于空间矢量的快速电压暂降检测方法。该方法通过对三个不同时刻的三相电压信号进行Clark Transform,结合快速椭圆重构算法计算出空间矢量在复平面上的轨迹方程,根据轨迹形状进行电压暂降的检测并识别出故障相。同时由椭圆参数求解出电压暂降过程中电压相位角跳变值,进而根据相位角跳变值对原始电压数据进行移相处理,最终可快速计算出电压暂降深度。仿真实验验证了文中方法的有效性。     

基于LSD聚类拟合与KF的轨道检测算法

针对传统无人机巡检中视觉轨道识别的识别效率低、精度差的问题，提出了一种基于LSD的约束聚类拟合与卡尔曼滤波相结合的轨道线检测算法。首先针对由于镜头视角造成的视角畸变，采用IPM算法矫正，并通过LSD算法检测出轨道轮廓，在轨道间距约束将LSD检测结果进行聚类并进行最小二乘拟合得到轨道直线。然后根据轨道几何特征和无人机动力学特性建立数学模型，并结合卡尔曼滤波器对轨道坐标信息进行跟踪估计，以保证算法的稳定性和鲁棒性。采用无人机采集多个场景的轨道图像作为测试样本，对检测算法与其他算法进行对比实验。实验结果表明，本文轨道识别算法优于其他算法，其轨道准确识别率达到92.49%,识别速率达到23 frame/s,满足轨道检测的稳定性和实时性要求。     

基于扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电机转速估计方法研究

研究了利用扩展卡尔曼滤波器(extended kalman filter, EKF)对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)矢量控制系统进行参数精确估计的方法。通过引入定子电流和电压,在线估计电机的定子磁链、电机转速和转子位置,进而实现永磁同步电机的无传感器控制。仿真结果表明EKF准确地观测了电机转速和磁链,所构建的无速度传感器矢量控制系统具有良好的控制性能。