基于无速度的无轴承异步电机SVM-DTC系统

针对无轴承异步电机无速度传感器运行的需要,在SVM-DTC系统的基础上,采用以无功率作为参考量的模型参考自适应对速度进行辨识,消除以往的纯积分和定子电阻的影响,使整个系统不受定子电阻的影响。仿真实验表明,以无功率为参考量的模型参考自适应系统,能在大负载扰动下实现无轴承异步电机无速度传感技术的稳定悬浮运行,且辨识速度的精度较高,系统动静态性能好。     

一种新的异步电机直接转矩控制算法研究

给出一种新的异步电动机直接转矩控制算法．该算法通过计算定子磁链矢量增量，使得给定转矩与实际转矩的差值以及给定磁链与实际磁链的差值趋向于零．算法的实现运用了线性化的方法，在一个极小的采样周期内，计算出转矩增量和磁通增量，以此推导出所需的定子磁链增量角与转矩增量及磁通增量两者之间的线性方程，进一步导出所需的定子电压矢量，并确定新的定子磁链位置．该算法不需要进行三角函数和坐标变换计算，易于实现．最后通过Matlab／Simulink仿真验证了该算法的有效性．     

无轴承异步电机的有限元分析及控制

无轴承异步电机是将旋转的转子悬浮于空间,使转子和定子之间没有接触的一种新型高性能电机。本课题在无轴承异步电机数学模型的基础上,通过Ansoft/Maxwell有限元分析软件对电机进行仿真分析,验证了新型无轴承异步电机的可行性。利用MATLAB/SIMULINK建立了基于自抗扰控制器的无轴承异步电机SVM-DTC控制系统,仿真结果表明该控制方法能抑制转速超调,对外部扰动有很强的抗干扰能力。     

改进型MRAS无速度传感器的无轴承异步电机矢量控制

无轴承异步电机(BIM)的转子磁链电压模型中含有纯积分环节,其积分初值和累计误差会影响磁链观测精度,进而使转速估计产生严重失真.为了实现BIM无速度传感器运行,本文借鉴模型参考自适应法(MRAS)基本结构,将改进二阶广义积分器与锁频环结合以代替原有纯积分器,提出了一种新的基于MRAS的BIM无速度传感器控制方法,构建了BIM转子磁链定向无速度传感器矢量控制系统.并且,基于MATLAB/Simulink的仿真验证和基于dSPACE的实验结果表明:与传统电压模型观测方法相比,所提出的转子磁链电压模型有效避免了纯积分环节带来的直流偏移和积分初值影响,有着更好的观测效果.同时,基于无轴承异步电机转子磁链定向无速度传感器矢量控制系统,电机能稳定悬浮运行,估算转速和实测转速具有很好的一致性.     

考虑电流动态的无轴承异步电机解耦控制策略

目前的无轴承异步电机解耦控制策略没有考虑定子电流动态影响,限制了其控制性能的提高.为此,本文首先分析了电机的数学模型,在考虑转矩系统定子电流动态的前提下,建立了无轴承异步电机的状态方程;在系统可逆性分析的基础上,解析推导出了无轴承异步电机的逆系统动态数学模型;基于逆系统方法,研究了转速、转子磁链和两个径向位移分量之间的动态解耦控制策略.仿真研究结果表明:控制系统具有优良的动态解耦性能和较强的抗负载挠动能力.所提出的解耦控制策略是有效的、可行的,并可在一定程度上简化控制系统结构.     

基于空间矢量调制的直接转矩控制

针对传统的直接转矩控制存在较大的转矩和磁链脉动问题,提出了一种基于空间矢量调制的直接转矩控制策略。该控制策略采用磁链、转矩PI控制器代替传统直接转矩控制系统中的滞环比较器,以空间矢量脉宽调制代替电压矢量开关表合成电压矢量,来补偿磁链误差和转矩误差,达到消除滞环脉动的目的。Matlab/Simulink仿真结果表明,基于空间矢量调制的电动机控制系统相对于传统的直接转矩控制系统,磁链轨迹更接近圆形,转矩、磁链和电流响应脉动更小。     

一种改进的异步电动机直接转矩控制方法

针对传统异步电动机直接转矩控制方法转矩及磁链脉动大、开关频率不固定的缺点,提出了一种改进的异步电动机空间矢量调制直接转矩控制方法。该方法通过转矩角闭环控制实现定子磁链幅值和相角的解耦,从而获得参考电压空间矢量,实现对磁链误差和转矩误差的控制。仿真结果表明,该方法有效地克服了传统直接转矩控制方法的缺陷,获得了良好的动态响应性能。     

基于DSP的直接转矩控制系统研究

针对矢量控制中计算控制复杂、特性易受电动机参数变化影响的问题,用浅显易懂的语言描述了复杂繁琐的直接转矩控制理论,分析了磁链调节器和转矩调节器的构成以及它们之间协调工作,决定逆变器开关的特点。介绍了美国TI公司的电机控制专用DSP芯片TMS320LF2407A,并对基于该芯片的直接转矩控制系统的软硬件实现进行了阐述,对实验结果进行了简单分析。实际结果表明,该控制方法对电机参数依赖性小、动态性能好、鲁棒性强,是切实可行的。     

无刷直流电机直接转矩控制

由于无刷直流电机转矩波动较大,不但会产生噪声和振动等问题,而且会影响整个系统的性能。由于直接转矩控制具有瞬时转矩控制的特点,提出了一种基于直接转矩控制的无刷直流电机控制系统实现方案,该方案对转矩进行闭环控制,通过转矩滞环调节器输出的控制信号和由位置传感器测得的转子位置选择相应的空间电压矢量,实现对电机转矩的直接控制,以达到抑制转矩波动的目的。仿真结果表明该方案可行有效,能够较好的抑制无刷直流电机的转矩波动。     

基于左逆系统的无轴承异步电机无速度传感器运行

为了解决无轴承异步电机运行控制中转速检测的问题,实现对其高性能控制,提出了一种基于左逆系统的无速度传感器控制方法.建立了转速与转矩绕组定子电流的子系统,并证明了该子系统是左可逆的,将左逆系统与该子系统串联,便可实现对转速的观测.应用该方法建立了无轴承异步电机无速度传感器的矢量控制系统,并进行仿真研究.结果表明,该方法能在无轴承异步电机全速范围内准确观测出转速,实现无速度传感器方式的稳定悬浮运行.     

基于SVM-DTC的测试分拣机下压机构电机力矩控制

针对国内传统旋转式集成电路分拣机下压机构在运行测试时,集成电路与测试簧片不能保持稳定接触力的问题,采用直接转矩控制对下压机构进行控制.设计了基于电压空间矢量调制策略的永磁同步电动机直接转矩控制方案,用PI调节器以及电压空间矢量策略代替传统直接转矩控制系统中的滞环控制器和开关表.通过仿真验证表明,相比于传统的直接转矩控制,采用空间矢量调制策略的直接转矩控制,磁链波形得到改善,同时减小了脉动,使系统具有良好的动、静态性能,且集成电路芯片与测试簧片接触力满足测试要求.     

无轴承异步电机悬浮系统的非线性滤波器自适应逆控制

讨论了基于非线性自适应滤波器的无轴承异步电机(bearlngless induction motor,BIM)悬浮系统自适应逆解耦控制问题.利用非线性自适应滤波器,建立系统模型和逆模型.复制逆模型,将其串联在悬浮系统之前作为逆控制器,并采用改进的最小均方(least mean square,LMS)算法在线调整权值,从而实现转子的悬浮控制.相比于传统的控制方法,此方法不必依靠转矩系统来传递磁链信息,从而避免了各自的控制策略之间的相互制约问题.仿真结果验证了该方法的有效性,完成了系统模型和逆模型的建立,并且能够实现两自由度径向悬浮力之间解耦.     

A novel fuzzy direct torque control system for three-level inverter-fed induction machine

Diode clamped multi-level inverter (DCMLI) has a wide application prospect in high-voltage and adjustable speed drive systems due to its low stress on switching devices, low harmonic output, and simple structure. However, the problem of complexity of selecting vectors and capacitor voltage unbalance needs to be solved when the algorithm of direct torque control (DTC) is implemented on DCMLI. In this paper, a fuzzy DTC system of an induction machine fed by a three-level neutral-point-clamped (NPC) inverter is proposed. After introducing fuzzy logic, optimal selecting switching state is realized by applying various strategies which can distinguish the grade of the errors of stator flux linkage, torque, the neutral-point potential, and the position of stator flux linkage. Consequently, the neutral-point potential unbalance, the dv/dt of output voltage and the switching loss are restrained effectively, and desirable dynamic and steady-state performances of induction machines can be obtained for the DTC scheme. A design method of the fuzzy controller is introduced in detail, and the relevant simulation and experimental results have verified the feasibility of the proposed control algorithm.     

直接转矩控制系统的稳定性问题和鲁棒控制器设计

直接转矩控制(DTC)系统的设计不依赖于感应电机的转子参数,但它的低速性能不好.研究发现,即使定子电阻测量得足够准确,根据定子磁链的电压电流模型设计的经典DTC系统的低速性能仍得不到改善.理论分析说明了这些问题存在的必然性,指出了DTC系统在转矩控制和稳定性之间存在的矛盾,给出了一种鲁棒控制器的设计方案.该方案同时使用了定子电阻和定子磁链的电流模型,当定子电阻和磁链模型出现误差时,表现出了好的鲁棒性.实验结果验证了系统的性能.     

采用MRAS速度观测器的异步电机无电压传感器DTC研究

为提高系统的抗干扰能力,降低运行成本,提出无电压传感器控制策略,通过逆变器的导通状态和直流侧电压估算三相定子电压,采用模型参考自适应系统（ MRAS）方法设计速度观测器,基于异步电机数学模型得到转子磁链的两种模型,根据合适的自适应机构得到精确的实际转速,实时调节模型参数,该控制方法简单,保持较高的控制精度。最后通过实验验证了控制策略的可行性。