永磁同步电动机控制系统研究

在永磁同步电动机数学模型的基础上,采用矢量控制方式,研制了基于高速数字信号处理器的永磁同步电动机的驱动控制系统。设计了永磁同步电动机的速度、转矩电流、励磁电流分量的解耦控制软件,提高了电机驱动系统的控制性能,并给出部分试验波形证明所设计的硬件电路的有效性。     

一种基于前馈控制和争主同步的逆变器并联系统研究

本文首先对单相逆变器并联系统的环流和功率进行了分析,得出输出滤波器及调节器的参数差异等效为逆变器基波的差异和有功功率主要取决于功率角,无功功率则主要取决于输出电压幅值的结论。文中分析了前馈控制对并联系统环流的影响,并采用争主同步和基于CAN总线的环流幅值均流控制策略,可实现N＋1冗余并联。采用数字信号处理器（DSP）TMS320LF2407实现全数字化并联系统。仿真和实验验证了该并联方案的可行性。     

一种基于前馈控制和争主同步的逆变器并联系统研究

本文首先对单相逆变器并联系统的环流和功率进行了分析,得出输出滤波器及调节器的参数差异等效为逆变器基波的差异和有功功率主要取决于功率角,而无功功率则主要取决于输出电压幅值。分析了前馈控制对并联系统环流的影响,并采用争主同步和基于CAN总线的环流幅值均流控制策略,可实现N+1冗余并联。采用数字信号处理器(DSP)TMS320LF2407实现全数字化并联系统。仿真和实验验证了该并联方案的可行性。     

基于双向Buck-Boost的无刷直流电动机转矩脉动抑制

为提高无刷直流电动机的控制性能,减小电机换相区间转矩脉动,提出基于双向Buck-Boost供电的无刷直流电动机换相转矩脉动的抑制方法。分析了双向Buck-Boost控制模式和该电路的输出电压控制算法,仿真结果验证了电压控制算法及抑制电磁转矩脉冲的有效性。     

双极性DC/DC变换器及分布式储能功率控制

利用储能系统稳定双极性直流母线电压并保证正负母线电压相等,首先研究了单台储能变换器的控制策略,分析该策略的调节性能。其次将多个储能模块并联接入直流母线组成分的布式储能系统,实现系统容量的扩增。针对并联储能模块间的功率分配问题,在此提出一种改进荷电状态(SOC)下垂控制策略。该策略通过构建下垂系数与储能模块SOC之间新的指数函数关系,使各储能模块在充放电过程中可以根据自身SOC实时调整输出或吸收功率的大小,实现并联储能模块间功率的合理分配。最后通过实验验证所提控制策略的可行性。     

直流微网储能DC/DC变换器的自适应虚拟直流电机控制

电力电子化的直流微电网自身缺乏惯性,当功率发生波动时,直流母线电压会产生较大突变,不利于其稳定运行。为了解决这一问题,虚拟直流电机控制被应用于直流变换器中来模拟直流电机的外特性,进而为直流微电网提供惯性支撑。但传统参数固定的虚拟直流电机控制在提供惯性的同时会牺牲系统的动态响应速度。针对这一问题,提出了参数自适应虚拟直流电机控制,并将它应用于储能端推挽式DC/DC变换器中。建立了系统的小信号模型,分析了转动惯量参数变化对系统的影响,并给出了参数的自适应调节原则。最后,搭建了仿真模型对不同控制方法进行了对比分析。仿真结果表明所提控制策略在为系统提供较大惯性支撑的同时,系统仍具有较快的动态响应速度。     

高频脉振信号注入永磁同步电机无滤波器初始位置辨识方法

针对传统高频信号注入永磁同步电机转子初始位置辨识方法中滤波环节产生的相移影响最终辨识精度的问题,提出一种无滤波器高频脉振信号转子初始位置辨识方法.该方法较传统利用低通滤波器分离高频信号分量方法,改进为利用估计直轴和估计交轴响应电流信号进行解调,去除高频分量,对解调后的信号进行锁相,辨识出转子初始位置.提出利用磁路饱和效应对转子磁极极性进行辨识的方法,提高磁极极性辨识准确性.最后在永磁同步电机矢量控制平台验证了该方法的可行性.     

基于改进型简化磁链法的开关磁阻电机无位置传感器速度控制

传统的简化磁链法需要以单相轮流导通和电流斩波控制为前提条件,其中单相轮流导通即在换相角处关断当前相的同时开通下一相的条件使系统的开通和关断角之间存在耦合,不利于在进行无位置传感器速度控制同时实现效率优化或转矩脉动最小化等要求。为此,本文提出了能够任意给定开通角且其与关断角无关的改进型简化磁链法,并以此搭建了开关磁阻电机(SRM)无位置传感器速度控制系统。所提方法仅需控制系统采取关断角固定和电流斩波控制方式,根据所提的改进型简化磁链法,能够确定关断角位置,并可估算出转速和任意时刻转子位置。最后,所提方法和利用该方法搭建的SRM无位置传感器速度控制系统,通过DSP驱动实验,证明了其有效性。     

基于可变虚拟阻抗的接口逆变器改进下垂控制

分布式发电单元通过接口逆变器与微电网母线相连,故其接口逆变器的控制对微电网的运行性能有着重要的影响,本文针对微电网在孤岛运行下接口逆变器的控制进行研究。为了使低压微电网与大电网具有相似特性,在逆变器中引入虚拟功率解耦控制,使低压微电网具有大电网的P/f-Q/V下垂控制特性。在此基础上本文详细分析传输阻抗不等对DG输出功率的影响,提出了可变虚拟阻抗的下垂控制,改善了两台DG输出功率的均分。利用MATLAB对上述控制方法进行了仿真验证,并在以数字信号处理器TMS320F2812作为控制板的实验平台上完成了实验验证,结果验证了上述控制的可行性。     

基于二自由度的双馈风力发电系统并网控制策略

控制系统调节器的设计直接影响了整个双馈风力发电系统的动态性能和稳态性能,甚至整个电力系统的稳定性。针对双馈风力发电系统一般将其内环整定为Ⅰ型系统时其抗扰性能不佳的缺点,并且结合Ⅰ型系统动态响应较快、超调较低的特点,提出了基于二自由度的电流内环Ⅱ型系统的设计方法,在对系统的快速性能和抗干扰性能进行折衷考虑下,对系统在不同自由度系数情况下的过渡过程进行了仿真分析,通过合理选择自由度系数,在较大地增强了系统抗干扰性能前提下,降低了系统的超调量。最后在实验室11kW双馈风力发电系统平台上进行试验,结果表明,提出的基于二自由度的双馈风力发电并网控制策略提高了系统的抗干扰性,同时系统还具有较快的动态响应性能,解决了系统并网电流产生低频振荡的问题,验证了理论分析和控制策略的有效性。