一种新颖的磁链观测电压模型

在定子磁链定向的同步坐标系下,分析了磁链观测的本质,提出了一种新颖的磁链观测方案.此方案以估计出的位置角为反馈量,分别估计了定子磁链的幅值和相位,解决了电压模型的初始值不准确和积分零漂的问题.仿真证明,该方案具有稳定性好、精度高、对定子电阻变化不敏感等优点,适用于同步、异步电机.     

一种定子磁链观测新方法

分析了磁链观测存在的问题,在定子磁链定向的同步坐标系下,分析了磁链观测的本质,提出了一种新颖的定子磁链观测方案。此方案以估计出的位置角为反馈量,采用闭环双积分结构,分别估计了定子磁链的幅值和相位。采用小信号的方法对其稳定性进行分析。分析结果表明这种结构本质上具有锁相环的功能。因此,它可以从根本上解决电压模型的初始值不准确和积分零漂的问题。仿真和试验结果证明,这方案精度高,对定子电阻变化和直流偏置不敏感,适用于同步电动机、异步电动机和磁阻电机。     

改进定子磁链估计器及其参数选取

在永磁同步电动机直接转矩控制系统中根据电磁转矩和定子磁链误差选择合适的定子电压矢量,因此必须对定子磁链进行估计。针对传统定子磁链计算中存在的受定子电阻和反电动势积分影响等问题,研究了扩展卡尔曼滤波在永磁同步电动机定子磁链估计中的应用。建立了以定子电流,转子速度和转子位置为状态变量的扩展卡尔曼滤波估计器,进而利用永磁同步电动机的电流模型计算定子磁链。同时,在大量仿真实验基础上,总结协方差矩阵参数对系统性能的影响。实验结果表明所提出的算法不仅能准确估计速度、转子位置和定子磁链,并且对电机参数具有很强的鲁棒性。     

基于定子磁链自适应观测的永磁同步电机直接转矩控制系统

为了克服系统的时变性及在系数矩阵中的参数确切值未知的情况下也能实现对永磁同步电动机定子磁链的准确观测,提出了基于模型参考自适应的永磁同步电动机定子磁链观测方法。将电机运行过程中变化最大的参数——定子电阻作为可变参数,以定子磁链为状态变量的电机状态方程作为参考模型,将定子磁链状态观测器作为可调模型,通过对定子电阻自适应律的推导得出定子磁链自适应观测器。通过自适应观测器与全维状态观测器对永磁同步电动机定子磁链观测效果的对比发现:自适应观测器对定子磁链观测的准确度更高、对定子电阻等电机参数变化的鲁棒性更强。     

基于滑模观测器定子磁链观测研究

定子磁链观测是直接转矩控制系统中的关键环节.基于电压模型的磁链观测方法是常用的观测方法,但其低速观测精度受定子电阻变化的影响,低速时,定子电阻压降在反电动势中所占比例较大,较小的定子电阻误差都会导致观测精度下降.提出了一种基于滑模观测器观测定子磁链的方法,通过滑模函数驱动估计电流跟随实际电流.实现对定子磁链的观测.该方法不含有定子电阻,对定子电阻具有完全鲁棒性,而且不需要定子电压信息.仿真结果表明该方法能在全速范围内准确观测定子磁链,且具有结构简单,容易实现的特点.     

基于扩张状态观测器的异步电机定子磁链观测

通过采用扩张状态观测器(ESO),提出了一种不依赖定子电阻的定子磁链观测方法。在定子磁链定向的同步旋转坐标系下,将定子电流状态方程所有含定子电阻项合并成不确定项;并将不确定项扩张成一阶新状态变量。用扩张状态观测器观测出不确定项的值,进而准确的观测出定子磁链。针对提出的方法,在Matlab/Simulink中搭建模型进行仿真并在物理平台进行了实验验证,结果表明此方法有效。     

带零漂补偿和定子电阻自校正的磁链观测器

电压型磁链观测器的应用中,存在电动势零漂和定子电阻参数变化的问题,为此设计了一种自校正电压型磁链观测器.根据电动势零漂和定子电阻参数变化对磁链观测结果影响方式的不同,分别设计了电动势零漂估计器和定子电阻误差估计器,可以根据定子磁链计算值和定子电流进行零漂和电阻误差在线估计,并对相应变量进行校正.经过校正后,能够完全消除观测结果中的直流分量,并且保证磁链幅值、相角的准确性.观测器的效果通过Matlab/Simulink仿真和试验台实验进行了验证.仿真和实验结果表明了该磁链观测器的合理性和有效性.     

异步电动机直接转矩控制中高性能磁链观测器研究

磁链观测是实现高性能电机传动系统的关键环节,为解决传统直接转矩控制系统中定子磁链观测方法的局限性,设计了高性能全阶磁链观测器实现了定子磁链在全速度范围,尤其在极低速时的准确观测。仿真和实验结果表明:此方案对定子磁链的观测效果明显优于传统的观测方法,降低了稳态时转矩、磁链和速度的波动,并对电机参数的变化具有良好的鲁棒性。     

直接转矩控制中一种新的磁链估算方法

对于永磁同步电机直接转矩控制系统,传统的定子磁链估计方法是采用电压积分法,但该方法容易出现积分饱和,且定子磁链易受定子电阻的影响.为了提高定子磁链估算的精度,提出了利用自适应全维观测器的方法来估算定子磁链.在全维观测器模型的基础上采用自适应算法估算定子电阻,进而提高定子磁链的实际观测性能.仿真结果表明该方法和电压积分法相比明显地提高了定子磁链观测的准确度,有效地减小了转速波动,提高了系统的动静态性能.     

磁链微分反馈的双馈风力发电机无速度传感器控制

针对双馈风力发电机无速度传感器模型参考自适应算法中纯积分环节造成的直流偏置和定子磁链振荡问题,提出磁链振荡改进控制策略。以分析双馈电机定子磁链振荡产生的因素为基础,建立定子磁链振荡模型,并通过对双馈电机定子磁链定向矢量控制原理的分析,提出将模型参考自适应算法中的定子磁链观测与双馈电机矢量控制结合起来考虑,利用定子磁链微分反馈和有功电流共同作用来抑制观测定子磁链振荡的控制策略。实验分析表明,该方法能有效抑制定子磁链的振荡和过冲,准确观测双馈电机转速,在亚同步速、同步速、超同步速3种状态下具有良好的动静态性能。     

永磁同步电动机的直接转矩控制

针对凸极转子结构的钕铁硼永磁同步电动机(PMSM)提出了直接转矩控制(DTC)方法,由于实现电机转矩和定子磁链的分别控制,并采用定子磁链滞环比较的电压矢量PWM逆变技术,提高了系统动态响应,并且算法也比较简单。     

基于改进型积分器的永磁同步电机直接转矩控制

将改进型积分器用于永磁同步电机的定子磁链观测环节,目的在于解决纯积分器存在直流偏移的缺陷.对于系统不同的给定值,固定的截止频率导致改进型积分器的磁链幅值和最佳限幅值不恒定,针对这一缺点本文提出了根据永磁同步电机状态方程来获得磁链比较环节的定子磁链给定值,从而提高了系统的性能,使系统不再受外界给定值的影响.     

一种基于空间矢量调制的永磁同步电动机新型直接转矩控制方案

针对永磁同步电动机(PMSM)的传统直接转矩控制(DTC)中存在的磁链转矩脉动大和开关频率不恒定等问题,分析了直接转矩控制中影响磁链和转矩增量大小的因素,在建立定子磁链坐标系下永磁同步电动机数学模型的基础上,提出了一种基于空间矢量调制(SVM)的新型DTC方法,该方法利用定子电压在定子磁链坐标轴上的分量控制电动机的磁链和转矩,再结合空间矢量调制方法控制逆变器运行。仿真和实验结果证明了这种基于空间矢量调制的直接转矩控制方法可以有效地减小传统直接转矩控制中的磁链和转矩脉动,并使逆变器工作在恒定的开关频率下。     

基于新型定子磁链观测器的直接转矩控制

文中提出一种基于转子位置的面贴式永磁同步电动机的定子磁链估计方法。该方法从转子的位置信息和定子电流预测定子的磁链。给出了磁链观测器的数学模型，并在空间矢量调制直接转矩控制（SVM-DTC）策略中对该磁链观测器与常规电压积分式观测器进行了比较研究。仿真与实验结果表明，采用该观测器的SVM-DTC可以在2％-100％额定转速内稳定运行，电流波形畸变小，转矩性能优越，而采用常规电压积分式观测器的SVM-DTC在转速低于15％额定转速已不能稳定运行。     

基于滑模定子电阻观测器的直接转矩控制

为了解决定子电阻变化对磁链估算的影响,在永磁同步电动机直接转矩控制系统的基础上,提出了滑模自适应定子电阻观测器;给出了理论证明,并推导出定子电阻自适应率;最后对其进行仿真.仿真结果表明,定子电阻滑模自适应观测器增强了系统对定子电阻变化的自适应性能,克服了定子电阻变化对磁链估算的影响,有效地提高了系统输出转矩的控制精度.     

Position-controlled synchronous reluctance motor without rotationaltransducer

This paper presents a position sensorless control scheme of a synchronous reluctance motor (SynRM) combining a high-frequency current injection method in the low-speed region and the flux estimation method based on the stator voltages in the high-speed region. The rotor has inherent saliency, and its angle can be estimated from d-axis stator current injection and the appropriate signal demodulation in a low-speed region. In the high-speed region, the rotor can be estimated by the stator flux from the voltage information. The scheme gives a robust and dynamic estimation of the rotor angle, independent of the operating conditions, including speed and load conditions. Experimental results of closed-loop speed and position control with a 3.75 kW axially laminated SynRM are given to verify the proposed scheme     

低转矩磁链脉动型电励磁同步电机直接转矩驱动系统的研究

电励磁同步电动机定子电感通常较小,转子阻尼绕组的存在使得电机暂态电感更小。若采用转矩及磁链滞环型直接转矩控制(基本DTC)策略电机电磁转矩及定子磁链脉动较大。针对电励磁同步电动机引入一种空间矢量调制型直接转矩控制(SVM-DTC)策略。它基于电励磁同步电动机中转矩角控制电磁转矩原理,利用空间电压矢量合成出最佳电压矢量实时补偿定子磁链矢量误差,以达到减小电动机在运行中电磁转矩及定子磁链脉动量之目的,同时又能基本维持开关频率恒定。仿真和实验结果证明,与基本DTC相比较,SVM-DTC电磁转矩和定子磁链脉动大幅度降低;电机起动电流峰值大大减小,稳态电流畸变较小;同时系统能够平稳地由恒转矩区过渡到弱磁区运行。