一种改进的永磁同步发电机模型预测直接转矩控制方法

传统的永磁同步发电机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)模型预测直接转矩控制方法(model predictive direct torque control,MP-DTC)通常在同步旋转dq坐标系上实现预测控制,这导致该算法需要复杂的坐标变换单元,且对发电机的参数变化较敏感。针对这一问题,提出了一种改进的PMSG MP-DTC方法。该方法首先采用全阶滑模观测器在静止坐标系上观测等效反电动势,然后根据观测的等效反电动势和采样的定子电流实现静止坐标系上的定子磁链和转矩预测,从而避免了复杂的坐标变换运算,提高了参数鲁棒性,改善了系统的动态特性。实验结果表明,所提算法有效提高了系统的动态特性和参数鲁棒性,并明显减小了计算负担。     

永磁同步电机模型预测转矩控制共模电压抑制研究

针对永磁同步电机模型预测转矩控制共模电压较大的问题,对比分析了磁链、转矩和共模电压共同控制、直接去除零电压矢量和虚拟零电压矢量三种抑制共模电压的方法。仿真结果表明,三种方法均可有效抑制共模电压。前两种方法均未采用零电压矢量,导致磁链脉动和转矩脉动增大;虚拟零电压矢量方法既保留了零电压矢量,又有效抑制了共模电压,但开关频率有所增大;动态虚拟零电压矢量选择开关次数最小的零电压矢量生成方式,可在控制性能基本相当的前提下,有效减小开关频率,综合性能最优。     

一种模型预测控制PMSM系统共模电压抑制策略

PWM共模电压干扰直接威胁逆变器驱动的电机系统安全和稳定性,针对模型预测控制的永磁同步电机系统提出了一种共模电压抑制策略,可分别采用电流扇区判定及开关函数直接控制两种方法,对死区开关管进行控制,通过改变电流续流路径,抑制共模电压幅值。建立系统的仿真模型,对抑制策略下的共模电压进行了仿真分析,并搭建了实验平台进行测量。仿真和实验数据表明,基于两种控制方法的抑制策略均可有效抑制系统共模电压,并减小单位时间内的开关次数及电流谐波含量,其中采用开关函数直接控制法的抑制效果更为显著,在不同转速下均能实现将CMV幅值抑制在U_dc/6,且开关次数与传统方法相比下降约5%。     

一种基于优化电压矢量选择的电压源逆变器模型预测共模电压抑制方法

共模电压对电压源逆变器和电机控制系统有较大的危害。传统的共模电压抑制方法需要增加硬件电路,或采用复杂的PWM算法。采用模型预测控制实现电压源逆变器共模电压抑制时可有效克服上述缺点。然而,传统的电压源逆变器模型预测共模电压抑制方法还存在计算量大、开关频率高等缺点。为此,提出一种基于优化电压矢量选择的电压源逆变器模型预测共模电压抑制方法。与传统的模型预测共模电压抑制方法相比,所提方法在实现共模电压抑制的同时,可以减小计算量,降低开关频率。详细的实验对比研究表明,所提方法因可以降低开关频率而更适用于大功率场合。     

基于模型预测控制的永磁同步电机共模电流抑制方法

永磁同步电机(PMSM)驱动系统共模电流较大,其大小受控制方法的直接影响。建立PMSM预测模型,在此基础上提出一种简化的基于性能指标评估函数的模型预测直接转矩控制,并详细阐述了预测算法实施过程。然后分析电机系统共模电流产生机理,提出利用基于性能指标评估函数的模型预测直接转矩控制抑制共模电流。最后,对所提方法进行了仿真验证,并与传统直接转矩控制方法进行了详细对比分析,结果表明了所提方法的可行性和有效性。     

基于混合电压矢量预选的逆变器模型预测共模电压抑制方法

死区会导致常规的模型预测共模电压抑制方法出现±u_(dc)/2的电压尖峰。针对该问题,详细分析了死区对共模电压尖峰的影响,并得出了共模电压尖峰产生的原理。根据该分析结果,设计了一种基于电流扇区的新型电压矢量预选方法,以克服死区的影响。对于因电流纹波较大导致电流扇区难以准确判断的问题,进一步改进电流扇区划分方法,并最终设计了一种混合电压矢量预选方法,以完全克服死区的影响。仿真和实验结果表明,所提出的方法不仅可以完全将共模电压限制在±u_(dc)/6之内,而且可以降低电流总谐波畸变率。     

电压源逆变器虚拟矢量模型预测共模电压抑制方法

针对两电平电压源逆变器常规单矢量模型预测共模电压抑制方法存在电流谐波较大的问题,提出一种基于虚拟矢量的逆变器模型预测共模电压抑制方法,以在实现共模电压抑制的同时,减小电流谐波。首先,给出了虚拟矢量法的实现原理,并分析了死区和控制延时对所述虚拟矢量法的影响。其次,为了消除因死区和控制延时而产生的共模电压尖峰,进一步对所述虚拟矢量模型预测共模电压抑制法进行了改进。同时,还详细分析了虚拟矢量作用下三相电流在单个控制周期内的变化规律,从而为电流扇区的准确划分提供了理论基础。仿真和实验结果表明,所提方法不仅能实现共模电压抑制,而且可以明显降低电流谐波。     

一种改善永磁同步发电机电压调整率的方案设计

针对永磁同步发电机无法通过调节励磁来调节输出电压的缺点,在永磁发电机的定子绕组上设计一套补偿绕组,当负载电流变化从而改变发电机的输出电压时,通过调节辅助励磁装置改变补偿绕组中电流的大小和方向,以抵消负载变化时电枢反应对气隙磁场的影响,从而保持输出电压的恒定,降低电压调整率.仿真计算表明,该方法可行.     

背靠背永磁直驱风电变流器共模电压抑制方法

针对常规的模型预测共模电压抑制方法需要设计权重因子、计算量大、开关频率高等问题,提出了一种改进的基于电压矢量优化的背靠背永磁直驱风电变流器共模电压抑制方法。详细分析了每个电压矢量对背靠背风电变流器电流变化率的影响,从而揭示了3矢量法存在电流畸变的本质原因,并基于该分析结果提出了一种改进的4矢量模型预测共模电压抑制方法。该方法不仅适用于机侧变流器,而且适用于网侧变流器。在实现共模电压抑制的同时,该方法还可以降低开关频率并减小计算量,且没有明显影响电流的动稳态特性。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。     

一种抑制Z源逆变器共模电压的PWM方法

根据临近三矢量脉宽调制原理,提出一种适用于两电平Z源逆变器的抑制共模电压调制方法,该方法通过比较2条调制波信号与1条载波信号,产生的脉宽调制信号分别控制逆变器每相桥臂的上、下2只开关管,并给出了2条调制波的生成方法。对所提调制方法的适用性进行了分析,结果表明该方法不存在调制比使用限制。仿真及实验结果均证实,所提出的抑制Z源逆变器共模电压的调制方法,不但可以将Z源逆变器输出共模电压限制在逆变桥输入电压峰值的1/3,而且输出电压不存在低次谐波畸变。     

准谐振控制器在抑制永磁同步电动机共模电压上的应用

由PWM变流器产生的高频共模电压会在电动机转轴上感应出高幅值轴电压,并形成轴承电流,缩短电动机使用寿命。本文以常用的电压源型SPWM变流器为例,从共模电压的产生机理出发,根据共模电压是由一系列特定频率的谐波组成这一特性,提出了一种基于准揩振控制器的共模电压的抑制方法。根据理想的谐振控制器在谐振频率处增益无穷大,可以使与谐振频率具有相同频率的正弦信号实现零稳态误差控制的特点,在传统的PI控制的基础上并联谐振控制器,对共模电压中高幅值部分进行重点补偿,可以抑制输出共模电压。通过Matlab仿真和实验结果证明了该方法的有效性。     

一种改进的无零矢量共模电压抑制PWM策略

为了抑制共模电压、完全消除死区尖峰,提出一种通过参数w直接分配各非零电压矢量作用时间的改进PWM策略—AZPWM_w。确定w值的原则为:首先保证各非零矢量的作用时间大于死区时间,其次以输出波形的性能指标HDF为依据,对参数w寻优。仿真和实验结果表明:AZPWM_w策略可以在全调制比范围内消除共模电压死区尖峰,谐波性能较其他改进策略也有所改善。     

一种抑制NPC逆变器共模电压的新方法

提出一种用集成共模电抗器抑制逆变器产生的共模电压的方法,介绍了电路的拓扑、NPC逆变器和共模电抗器的结构和工作原理.仿真结果表明这种电路抑制共模电压的效果好,可以消除95%以上的共模电压,同时差模电压的变化率dv/dt也变得很小.     

逆变器驱动电机系统共模电压抑制模型预测控制

针对传统三相电压源逆变器驱动电机系统存在较高共模电压的问题,提出了抑制共模电压的模型预测控制(SCMV-MPC)方法,只利用非零电压矢量来抑制共模电压同时控制负载电流。在SCMV-MPC方法中,每个周期内通过评价函数选出两个非零矢量,并且对两个矢量的作用时间进行优化配置,以达到负载电流和参考电流值之间误差最小的目的;而不像传统的调制方法在一个周期只选择一个包括零矢量在内的控制矢量。因此,与传统的模型预测控制方法相比,SCMV-MPC方法可以将共模电压限制在±V_(dc)/6的同时减小负载电流波动,使负载电流具有快速的瞬态响应和较好的纹波性能。仿真和实验结果验证了所提出的SCMV-MPC方法的有效性。     

抑制矩阵变换器共模电压的间接调制改进方法

为了解决矩阵变换器共模电压对电机系统造成负面影响的问题,本文提出了两种改进的间接空间矢量调制方法:第1种是在矩阵变换器的高调制系数范围内,通过利用3个相邻的有效矢量来合成整流部分的参考电流;第2种是在低调制系数范围内,利用两个间隔的有效矢量和1个合适的零矢量来合成参考电流,并且这两种方法的逆变部分都不使用任何零矢量。该调制方法与传统调制方法相比,不仅将共模电压的峰值降到输入电压幅值的3~(1/2)/3倍,而且还降低了逆变部分的开关损耗。通过仿真和实验证实了这两种调制方法的有效性。     

一种抑制共模电压的方法及差模滤波器设计

PWM逆变器在直接驱动电机时会产生较高的共模电压,并且逆变器的输出电压中含有大量的差模电压谐波分量。这对于电机系统来说是负面效应。首先介绍了一种新的脉宽调制方法(NSPWM),该方法可以抑制共模电压。其次,在逆变器的输出端提出一种LC滤波器的拓扑结构。该方法可以有效地滤除相电压的高次谐波,从而消除了差模电压的谐波分量,并且在很大程度上抑制了共模电压。     

一种新型永磁同步发电机的研究

介绍了一种新型永磁同步发电机的设计方法和工作原理；提出了数学模型及控制方案。仿真结果表明．这种新型永磁同步发电机具有良好的负载特性。     

一种优化的抑制矩阵变换器共模电压控制策略

分析了共模电压和过电压脉冲的产生机理,针对输出线电压上的过电压脉冲问题对矩阵变换器(MC)传统的减少共模电压的调制策略进行了优化,通过调整4个有效矢量的占空比实现减少共模电压的同时也有效消除输出线电压上过电压脉冲。实验验证了优化后的空间矢量控制策略的有效性和可行性。     

基于改进的SVPWM电机共模电压抑制

提出一种改进的空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术抑制变频调速系统共模电压的方案。该调制技术以调速系统输出共模电压最小为目标,直接通过三相电压对扇区的相邻空间矢量作用时间及处于新扇区的条件进行计算与判断,将调制扇区从6个降低到3个,减少了扇区间过渡的影响。重点讨论了该算法的原理及实现过程。仿真及实验验证了所提方法的有效性。     

永磁同步电机共模电压抑制算法的研究与实现

抑制共模电压、降低电磁干扰、提高电机的使用寿命,从共模电压产生的机理出发,对传统的七段式SVPWM、五段式SVPWM和无零矢量SVPWM（NZPWM）三种调制方法产生的共模电压进行了对比研究,并通过了仿真和试验验证。仿真和试验结果表明,无零矢量SVPWM控制方法可以将共模电压的峰峰值降低为传统控制算法的三分之一,有效的抑制了共模电压,提高了电机的安全性和可靠性。