基于变磁链幅值的同步磁阻电动机直接转矩控制

传统的直接转矩控制,在保持定子磁链幅值恒定的前提下,通过改变定子磁链相位来调节转矩。对于同步磁阻电动机直接转矩控制方案功率因数较低的问题,本文提出变磁链幅值的同步磁阻电动机空间矢量直接转矩控制(SVM-DTC)方案,通过改变定子磁链幅值,调整功率角大小,从而改善功率因数,克服了直接转矩控制功率因数低的缺点。利用Matlab/Simulink搭建了同步磁阻电动机SVM-DTC模型,验证恒定磁链幅值和变磁链幅值两种直接转矩控制方案。研究结果表明,相较于传统的SVM-DTC,该方案能明显改善功率因数。     

四相开关磁阻电动机直接转矩控制

为降低转矩脉动,提出四相开关磁阻电动机直接转矩控制原理、步骤和实现方法。借鉴感应电动机直接转矩控制思想,基于能量等效原则推导出四阶磁链正交变化矩阵,指出采用坐标分解法所得的磁链幅值是正交变换法所得幅值的1.4倍。针对正八边形的电压空间矢量,分析了磁链与电压矢量间的影响关系,设计了开关矢量表。仿真和实验研究结果表明,直接转矩控制的转矩稳态误差可控制在5%范围内,部分解决了开关磁阻电动机转矩脉动大的问题。     

直接转矩控制系统磁链区间细分控制的应用

针对传统异步电动机直接转矩控制系统中电压空间矢量对定子磁链幅值和磁通角的不同影响,指出了传统开关控制表在定子磁链幅值和磁通角变化相矛盾时所存在的缺陷.在6区间圆形磁链控制的基础上,提出了12磁链区间细分控制的控制策略及其实现方法.该方法充分利用了8个电压空间矢量,有效地避免了定子磁链幅值和磁通角变化相矛盾时对系统转速与转矩的不利影响.仿真结果表明该控制方案是可行的,能使系统起动响应速度加快,并具有良好的转速与转矩控制性能,提高了系统的稳定性与对定子磁链相位角的鲁棒性.     

基于拓展电压矢量集合的永磁同步电机无差拍控制

针对永磁同步电机直接转矩控制转矩脉动较大的问题,提出了磁链与转矩无差拍控制.对永磁同步电机磁链与转矩变化量计算模型进行了简化,并验证了简化模型的可行性.基于简化模型,求解出满足磁链与转矩无差拍控制的理想电压矢量,提出通过求解出的理想电压矢量角度和幅值来简化选择7个基本电压矢量的方法(DB-MPC-7).为了提升系统性能...     

基于拓展电压矢量集合的表贴式永磁同步电机磁链和转矩无差拍控制

建立了定子磁链坐标系下表贴式永磁同步电机(PMSM)磁链与转矩变化量简化计算模型,针对直接转矩控制（DTC）转矩脉动较大的问题,提出磁链和转矩无差拍（DB）控制。基于简化计算模型,推导出DB控制的理想电压矢量,并采用模型预测控制（MPC）技术实现DB控制。为了提升系统性能,提出一种基于角度拓展电压矢量的方法,将备选电压矢量数目增加到37个,并通过判断理想电压角度减少了计算负担。采用查表方式直接生成电压矢量,无需空间矢量调制（SVM）计算,提高系统实时性能。仿真结果表明：拓展电压矢量集合可降低转矩脉动。为了进一步减低磁链与转矩脉动,提出一种基于角度与幅值的电压矢量拓展方法,仅需判断电压矢量角度和幅值是否接近理想状态,查表即可产生幅值任意的电压矢量。仿真结果表明：该方法可进一步显著减小磁链和转矩脉动。     

永磁同步发电系统中转矩和磁链精确线性化解耦控制

为了实现直接转矩控制(direct torque control,DTC)永磁同步发电系统直流输出电压的快速而平稳控制,需要电磁转矩与定子磁链控制之间的解耦。该文首先根据定子静止坐标系中定子电流和定子磁链状态方程,推导出以电磁转矩和定子磁链幅值平方为状态变量的永磁同步发电机仿射非线性模型。然后以该非线性模型为基础,结合输入输出线性化理论推导出以电磁转矩和定子磁链幅值平方为输出变量的定子电压矢量给定数学模型。根据定子磁链幅值平方和电磁转矩跟踪控制要求,设计出线性化后系统输入控制变量形式,并据此进一步计算出定子电压参考矢量。最后利用空间电压矢量调制(space voltage vector modulation,SVVM),实现永磁同步发电机定子磁链幅值和电磁转矩控制的动态解耦。实验结果表明,采用该文提出的新型控制策略发电系统具有理想的电磁转矩和定子磁链幅值跟踪性能,转矩及电流脉动较小,直流输出电压控制迅速而平稳。     

表贴式永磁同步电机直接转矩控制变幅值预测控制研究

基于以电压矢量幅值为变量的表贴式永磁同步电机(SPMSM)磁链和转矩方程,采用预测控制计算得出施加不同电压矢量幅值的下一时刻磁链和转矩值,选择使磁链和转矩误差目标函数最小的电压矢量幅值作为最优值,从而确定下一时刻施加的电压矢量。仿真结果表明:在电压矢量变幅值预测下,SPMSM直接转矩控制(DTC)系统运行良好,定子磁链轨迹为理想圆,磁链和转矩均符合控制要求,转速跟踪良好,定子电流波形正弦。预测控制需要从备选电压矢量幅值集合中选择最优幅值。理论上,备选电压矢量幅值个数越多,系统优化效果越好,但也带来更大的计算负担。研究了9种等分电压矢量情况下变幅值预测控制系统的控制效果。根据控制效果和计算负担,提出变幅值预测控制将电压矢量幅值三等分较为理想。     

一种新型的感应电动机直接转矩控制

提出了一种新型的感应电动机直接转矩控制方法,采用空间矢量调制方式生成逆变器开关控制信号,从而有效减小转矩、磁链和电流的脉动。与其他基于空间电压矢量调制的直接转矩控制方法不同,定子磁链幅值与转矩控制器的设计基于变结构控制理论,具有实现简单、鲁棒性强的特点。理论分析证明了定子磁链幅值与转矩控制的渐近稳定性。仿真和实验结果表明了所提方法具有良好的动静态性能。     

异步电动机直接转矩控制转矩脉动的最小化研究

在传统的异步电动机直接转矩控制系统中,存在电压空间矢量对定子磁链幅值和磁通角的影响,特别是低速时系统脉动大。针对该问题,提出了一种的新的控制方法,将磁链区间细分控制与电压矢量合成相结合,并且为进一步提高转矩响应和减小转矩脉动,引入了模糊控制。仿真结果表明该控制方法可以大大减小转矩脉动,具有较好的动静态性能。     

永磁同步电机直接转矩控制不合理转矩脉动

针对永磁同步电机直接转矩控制转矩脉动问题,依据永磁同步电机直接转矩控制理论,建立了永磁同步电机直接转矩控制系统模型,并分析了电压矢量对转矩的作用,得出以下结论:当定子磁链幅值与转矩角变化矛盾时,一定条件下转矩变化与定子磁链幅值的变化一致;此时传统开关表选择的电压矢量对转矩的实际作用与系统期望值相反,从而产生了不合理的转矩脉动.仿真结果验证了理论分析的正确性.     

永磁同步电机最优直接转矩控制

永磁同步电机转矩中定子磁链幅值和转矩角均为可控变量,直接转矩控制的实现方法不唯一。根据永磁同步电机定子磁链和转矩角均可控的特点提出了一种最优直接转矩控制方法。该方法不要求保持定子磁链幅值恒定,直接以转矩为最终控制目标选择最优电压矢量实现对电机转矩的直接控制,省去了传统直接转矩控制方法中的磁链环。实验结果验证了理论分析的正确性和转矩控制方法的可行性。     

异步电动机低转矩脉动直接转矩控制研究

针对异步电动机直接转矩控制中存在的转矩脉动问题,提出了一种基于多扇区的转矩脉动抑制策略.通过减小磁通在旋转过程中的空间角度,使磁通与电压矢量间的夹角趋向于连续,从而降低电压矢量步进式切换造成的脉振转矩,同时提取电压空间中的主矢量,以对称地改变定子磁通幅值并消除电流畸变引起的转矩脉动.仿真结果表明,该方案能有效降低异步电动机低速运行时的转矩脉动,提高直接转矩控制系统的响应特性.     

基于EKF的永磁同步电动机无位置传感器控制研究

提出了一种基于扩展Kalman滤波器(EKF)的永磁同步电机无位置传感器控制系统.利用易于检测的电机端电压和端电流,采用EKF算法实时估计电机的转速和磁极位置,得到矢量控制系统反馈信号和矢量变换角度.转速和电流控制器均采用PI控制,转速控制器输出作为电流控制器的参考信号,电流控制器产生SPWM逆变器的控制信号.仿真和实验结果表明EKF能在宽的转速范围内对系统的状态做出精确稳定的估计,基于EKF的永磁直线电机无位置传感器驱动系统具有良好的动态响应特性.     

无轴承异步电机的直接转矩控制技术研究

针对无轴承异步电机气隙磁场定向算法控制复杂、存在失稳转矩及高度非线性等局限性,将直接转矩控制算法引入到无轴承异步电机解耦控制中。利用小信号模型分析了转矩绕组电流波动对无轴承异步电机麦克斯韦力的影响,研究了一种基于空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)的直接转矩控制算法,转矩PI环和磁链PI环的输出分别为磁链的相位角增量和幅值增量,经过相位角增量校正环节解决了转矩环和磁链环的干扰问题,对SVPWM的谐波系数进行了分析。针对一台无轴承异步电机,利用数字信号处理器TMS320F2812 DSP实现了电机在两种直接转矩控制(direct torque control,DTC)算法下的悬浮。实验结果表明该算法降低了电流的总谐波系数,减小了电机转矩的脉动,提高了电机的悬浮性能。     

基于高性能磁链算法的永磁同步电动机无位置传感器控制

准确的磁链辨识是基于磁链观测法永磁同步电动机无位置传感器控制的关键,传统电压型磁链辨识算法消除了纯积分存在漂移问题,对圆形磁场的磁链可以准确辨识,但对实际中电机内普遍存在的椭圆形磁场的磁链辨识时存在稳态幅值和相位误差。分析了椭圆形磁场时磁链矢量与反电动势矢量的空间关系。对传统算法辨识椭圆形磁链的误差进行了分析,提出一种改进的新型磁链算法。改进后的新算法运算量与传统算法相当,但对圆形与椭圆形磁场的磁链均能准确辨识。将新算法应用于一台表贴式永磁同步电动机无位置传感器控制系统的转子位置估算,仿真证明,在稳态及转速突变时新算法均具有良好的位置和转速跟踪效果。利用数字信号处理器TMS320F2812DSP对其进行了数字化实现。实验结果表明,在中高速范围内,调速系统在稳态与电机转速突变时具有良好的动静态特性,但在低速区会出现系统不稳定。仿真与实验证明了新算法的有效性和实际可应用性。     

基于定子磁链幅值和角度控制的异步电机直接转矩控制

为减少异步电机转矩脉动和定子磁链固定偏差,提出了一种改进的异步电机直接转矩控制策略。该策略是基于给定定子磁链幅值和角度的解耦控制,用瞬时转差角频率和转子角频率之间的关系来调节定子磁链给定角,而给定定子磁链幅值保持额定值不变。控制结构简单。通过Maflab6．5／simulink建立了仿真模型,仿真结果证实了该控制策略的有效性：     

感应电动机系统的变结构反推控制研究

感应电动机系统的矢量控制为了进行电流(或电压)的3/2(或2/3)坐标变换需要进行转子转差或磁链角的计算，转子转差的计算容易受转子电阻变化的影响，而磁链角的直接计算容易受定子电阻变化的影响，因此避免转子转差或磁链角的计算对于感应电动机系统的控制是非常有意义的。文中把变结构反推控制运用于感应电动机系统的转矩和磁链控制，设计方法避开了转子转差或转子磁链角的计算，通过一定的坐标变换，基于定子侧的静止坐标系实现转矩和磁链的解耦控制。变结构反推控制设计能够实现快速的速度、转矩和磁链的渐近跟踪，同时系统控制器能够保证系统性能在电动机参数和外部负载变化时具有强的鲁棒性，通过Matlab仿真验证了系统设计的有效性和可行性。     

一种改进的异步电机直接转矩控制策略

为减少异步电机转矩脉动和定子磁链固定偏差,提出了一种改进的异步电机直接转矩控制策略.该策略是基于给定定子磁链幅值和角度的解耦控制,用瞬时转差角频率和转子角频率之间的关系来调节定子磁链给定角,而给定定子磁链幅值保持额定值不变.通过Matlab6.5/simulink建立了仿真模型,仿真结果证实了该控制策略的有效性.