多相感应电机指数响应电子变极方法研究

为了拓宽多相交流传动系统的调速范围,在多相系统变换理论和多相电机矢量控制的基础上,提出了一种基于指数响应的多相感应电机电子变极调速方法。该方法通过转子磁场定向矢量控制产生不同极对数的谐波电流来驱动电机旋转,不同极对数的转矩电流按照指数曲线进行切换,从而控制电机实现了在不停电情况下的电子变极,解决了变极过程中转矩和速度波动大的问题。该文以五相感应电机为例,对提出的变极方法进行实验验证,给出了其在转子磁场定向矢量控制下的1对极和2对极之间相互电子变极的实验结果,实验结果表明所提出的方法能够在不停电的情况下实现平滑的电子变极调速,使转矩和转速波动减弱。     

多相感应电机的电子变极技术

传统感应电机构成的交流传动系统恒功率运行区间是有限的,为了使交流传动系统具有宽广的恒功率调速运行范围,在多对极多相系统变换理论的基础上,提出通过多相电机的电子变极实现宽范围恒功率调速.利用多相电机具有多个控制自由度的特点,通过多相电机转差频率控制产生不同平面的谐波电流,使电机在不同极对数的旋转磁场下运行,实现了在不停电情况下的电子变极.给出了9相感应电机3对极和9对极的变极实验,实验结果表明多相电机能够在不停电的情况下实现变极,从而可有效地拓宽恒功率调速运行范围.     

五相感应电机转矩跟踪电子变极方法

针对五相感应电机在传统变极方法控制时,变极过程中电机转矩急剧下降和转速波动明显的问题,利用多相电机具有多个控制平面的特点,在五相感应电机转子磁场定向矢量控制的基础上,提出了一种基于转矩跟踪的电子变极方法。利用多相系统变换理论,把五相感应电机分解为1对极和2对极两个控制平面,在执行1对极和2对极间的变极调速中,采用转矩跟踪的方法控制,通过转子磁场定向矢量控制同时产生1对极和2对极的驱动电流,控制变极暂态过程中转矩的变化,实现转矩与转速均平稳的电子变极调速。通过实验验证了所提出的方法能够在不停电的情况下实现平滑的电子变极调速,减小了转矩的下降和转速的波动。     

基于矢量控制的定子笼型十二相感应电机极对数切换策略

针对传统感应电机(IM)恒功率调速区间有限,额定点外效率降低以及受使用场景约束的问题,为了拓宽调速和高效率工作区间以及适应多种环境运行需求,采用定子鼠笼型十二相IM替代传统分布式绕组三相IM。经过转子磁场定向矢量控制解耦出不同平面的谐波电流从而驱动电机旋转,通过控制函数对所有平面的谐波电流进行调控,能方便快捷地实现电机的极对数切换。对所提出的控制函数调控矢量解耦平面实现极对数切换的方法进行仿真验证,仿真结果表明所提极对数切换技术能够实现十二相IM在不同转速下的极对数切换,拓宽了转速调节区间,满足了不同工况工作时的高效率运转。     

感应电机在弱磁区的电流解耦控制研究

为了实现感应电机的宽范围调速,针对按转子磁场定向时,d,q轴电流的耦合效应,引入复平面矢量分析法,建立了感应电机的电压一电流矢量模型,分析了同步旋转PI控制器在解耦方面的不足,提出了评价耦合强度的频率函数.在复数传递函数的基础上,提出了一种电流矢量控制器,该控制器在确定系数后,无需电机参数,就可在宽调速范围内实现电流解耦控制.实验结果证明了该方法的有效性和正确性.     

内模控制在电流调节器中的应用

在永磁同步电机(PMSM)的矢量控制中,电机的调速范围很宽时,电阻、电抗等参数对d、q轴电流的控制产生较大的误差,从而影响控制精度和动态响应速度。基于磁场定向的控制原理,提出了永磁同步电机电流调节器的内模控制(IMC)设计。用矩阵奇异值分析了IMC电流调节器的鲁棒性,并将其应用于永磁同步电机转子磁场定向的矢量控制中。对电流调节器的传递函数进行了仿真并用数字信号处理器(DSP)实现电机矢量控制的运行实验,实验表明,用IMC电流调节器实现的电机调速,能够获得良好的跟踪性能和较高的稳态精度。     

基于矩阵变换器的感应电机矢量控制系统

研究了一种基于矩阵变换器的感应电机矢量控制系统,该系统将矩阵变换器的优点与交流电机矢量控制的优点相结合,实现了感应电机的高性能调速.调速系统的控制策略由两大部分组成,即矩阵变换器的间接空间矢量调制策略和感应电机按转子磁场定向的双闭环矢量控制策略.为有效控制感应电机的定子电流,双闭环矢量控制策略中采用了一种基于反馈解耦及补偿的电流环控制策略,可对转矩电流和励磁电流进行有效解耦和准确调节.实验证明了控制策略的可行性和有效性.     

六相感应电机的矢量控制研究

在分析六相感应电机数学模型的基础上,对基于转子磁链定向的六相感应电机调速系统的矢量控制进行了研究。在控制过程中,通过坐标变换得到定子电流的转矩分量和励磁分量;利用两个调节器分别对两个电流分量进行调节,从而实现对电机磁场和转矩的控制。在MATLAB/Simulink环境下,利用按转子磁链定向的矢量控制原理,设计六相感应电机的转速控制器、磁链控制器和转矩控制器,进行六相感应电机矢量控制的动态仿真。仿真结果证明:基于此算法的六相感应电机控制系统,能很好地跟踪速度给定和期望的转子磁链,具有较好的动态与静态响应能力。     

一种基于无功功率的异步电机矢量控制转子磁场准确定向方法

当转子磁场定向的异步电机矢量控制系统工作存高频弱磁区时，由于电机参数变化等多种因素影响，导致磁场定向不准，甚至危及电机可靠运行。为了保证磁场定向的准确，提出一种根据无功功率对转子磁场观测位置进行校正的控制方法，即以无功功率闭环来校正转子磁链的观测位置。同时，采用给定d轴电流的方法来保证系统不受磁链观测幅值不准的影响。实验证明，该方法改善了弱磁高速区的控制性能，使功率、电压均基本保持恒定，大大提高了矢量控制系统对电机参数特别是转子时间常数的鲁棒性。     

基于DSP的多相感应电机矢量控制系统的设计和实现

本文介绍了一种易于实际应用的多相感应电机转子磁场定向控制方法，并给出了基于TMS320C32 DSP的15相感应电机调速系统的设计方法和具体实现。通过对由15相电压源逆变器供电的15相感应电机系统进行实验，给出实际的控制效果，以验证控制策略的有效性。     

基于神经网络逆的感应电机矢量控制改进方法

基于感应电机的矢量控制(转子磁场定向控制)存在不能动态解耦和鲁棒性差的问题,提出了感应电机的一种神经网络逆控制方法.实现了电流控制型感应电机系统的自适应解耦及线性化.该神经网络逆系统相当于在普通的矢量控制结构中加了一个具有鲁棒性和开放性的解耦补偿环节,最后通过仿真和实验验证了该方法的有效性.     

基于电感参数补偿的五相感应电机容错控制

为抑制五相感应电机定子开路故障下的转矩脉动,本文提出一种基于不对称电机模型的电感参数补偿策略。从空间矢量解耦的角度,推导了定子绕组不同开路情形的坐标变换矩阵,建立了五相感应电机故障后的数学模型。通过修正故障后电机的电感参数和解耦矩阵的系数,实现了故障情况下五相感应电机的转子磁场定向控制,保证其在故障后平稳运行。以a相绕组开路故障为例,仿真和实验结果表明该策略能够有效地抑制转矩脉动,改善电机故障下运行的性能,此外这种分析方法可以推广到任意的多相电机。     

基于矢量控制的多相电机缺相处理

多相电机中的定子绕组开路或功率器件发生故障后,会处于缺相状态下运行。此时会造成转矩脉动大,转速下降,定子磁势幅值下降且定子磁链不再为圆形轨迹。为了维持缺相电机的调速性能,使电机能继续稳定运行,本文设计了多相感应电机在缺相情况下的矢量控制策略。并同过matlab进行了仿真,结果表明,缺相后通过矢量控制能获得相当不错的静动态性能,调速性能优于磁势补偿控制,定子电流控制效果更好。     

PMSM最大转矩电流比全速控制策略及其仿真

在恒功率区,电机运行主要受电压极限椭圆的约束。基于永磁同步电机转子磁场定向数学模型,提出了在全速范围内实现最大转矩电流比的电流控制算法,并在MATLAB/Simulink环境下建模仿真。仿真结果表明,提出的永磁同步电机全速范围MTPA控制算法获得了电流、转矩的准确、快速响应,实现0～9 000 r/min的宽范围调速。采用SVPWM实现圆形磁场利于降低转矩波动。     

感应电机基于最大转矩输入功率比的能效优化

对于感应电机运行在非额定条件下能效不高的问题,在损耗模型的基础上,结合MTPA弱磁控制策略,提出了一种新型的损耗功率最小化方法。所提出的方法称为最大转矩输入功率比(MTPIP)方法,即在恒转矩的情况下保证输入功率的最小化。其原理是首先计算转矩向量和输入功率向量的梯度,当这两个向量平行即梯度为零时,转矩输入功率的比值达到最大。为了将新方法应用于感应电机的转子磁场定向矢量控制系统中,还设计了基于损耗模型的电压解耦方式和磁通观测器。所提出的方法既保留了损耗模型法和MTPA弱磁控制策略的优点,又实现了感应电机的高能效运行。仿真实验结果表明,MTPIP方法能在不影响矢量控制系统动态性能的基础上实现感应电机能效优化。     

极相调制感应电机的建模与控制

考虑极相调制感应电机绕组导体的实际分布,利用傅里叶级数分解,得到导体密度函数,并建立其自然坐标系下的数学模型。以此为基础,根据多相电机电流/电压信息的冗余性,通过利用独立变量,提出一种改进的多相电机坐标变换方法,采用最少的电流/电压传感器,获取矢量控制所需的d-q轴电流/电压分量。它不但可减少实际电流传感器的数目,降低整个控制系统的成本,而且可简化坐标变换中的编程算法。撘建了极相调制电机的矢量控制系统,通过矢量控制实现解耦控制,利用转矩分配函数,确保变极切换过程的转矩平滑,可灵活控制电机运行于不同的极数。论文利用JMAG有限元分析验证了所建立数学模型的正确性,基于Matlab建立了极相调制感应电机的矢量控制系统。仿真和实验结果验证了论文对该电机的理论建模、分析及提出的最少电流传感器矢量控制变极方案的可行性、有效性。     

电动汽车感应电机驱动系统矢量控制的双CPU实现

为电动汽车感应电动机驱动系统设计开发一套矢量控制系统,其硬件系统是通过双CPU-单片机80C196KC和数字信号处理器(DSP)TMS320F240来实现的.通过坐标变换得到了适用于矢量控制的同步旋转坐标系(m-t轴)下的感应电动机基本数学方程,推出了转子磁链方程和转矩方程.系统软件基于这些数学模型来实现感应电动机转子磁场定向矢量控制,并给出了软件程序流程及MATAB/SIMULAINK下的部分仿真结果和试验结果.仿真与试验结果表明,基于双CPU的感应电机矢量控制系统具有良好的动态特性,较宽的调速范围和恒转矩区域,电机及其控制系统效率高等优点,转子磁场定向矢量控制策略是可行的.     

单相感应电机无速度传感器矢量控制系统

通过分析不对称单相感应电机(SPIM)在不同形态下的数学模型,解决了椭圆形磁场和电机不对称运行的问题。通过电压和电流混合模型磁链观测器计算转子磁链,并进一步计算转子磁链位置和转子转速。在三桥臂逆变器基础上,进行了基于转子磁场定向的不对称SPIM无速度传感器矢量控制仿真,验证了该控制系统的可行性与有效性。     

多相永磁同步电动机不对称运行的矢量控制

该文通过对双Y形6相永磁同步电动机(PMSM)出现一相或多相绕组开路故障时磁动势的分析，建立了多相PMSM在此种不对称情况下的数学模型，提出了不对称情况下多相PMSM在转子磁场定向控制时的矢量控制方法。该方法以故障前后定子侧产生恒定磁动势为原则，对定子侧电流进行补偿。数字仿真结果表明，这种控制方法可使多相PMSM在不对称运行工况下的运行性能得到明显的改善。     

电网波动下双馈风力发电励磁系统的仿真分析

针对电网波动中风力发电励磁系统出现的过电压、过电流问题,以一台6极3.5kW绕线式感应发电机为例,采用有限元方法计算电机的参数,建立了基于matlab并网运行的双馈感应发电机的仿真模型;并在传统的矢量控制基础上,将电网电压及定子磁场电流的动态变化引入系统,采用外环功率控制及内环电流控制的双闭环调节方式,建立了考虑电网波动下定子磁链定向的矢量控制系统模型并进行了仿真,仿真结果表明系统具有良好的动态响应能力,能够很好地实现在风力机最佳功率曲线上运行的可能性,满足变速恒频及有功功率和无功功率的解耦控制;通过与不考虑电网波动的情况进行对比,得出系统具有很好的抑制过电流能力的结论,为励磁系统的设计提供了一定的理论基础。