一种无刷双馈感应电机无功功率的控制方法

和双馈感应电机相比,无刷双馈感应电机大大提高了运行可靠性。近年来无刷双馈感应电机研究的热点集中在优化设计和控制策略上。间接转矩控制策略是一种新的控制方法,与矢量控制方法相比,该方法无需旋转坐标变换,所用的电机参数较少。在无刷双馈感应电机间接转矩控制系统的基础上进一步提出了一种无功功率的控制方法,在功率绕组静止坐标系推导出无功功率与控制绕组磁链之间的关系,从而设计了无功功率的控制器对无功功率进行控制,仿真结果证明所提无功功率控制策略的有效性。     

同步坐标下无刷双馈电机自抗扰控制

无刷双馈电机采用传统非线性比例积分微分控制器控制时,其速度和负载转矩动态响应性能不佳,自抗扰控制策略可加以改善。基于此,根据无刷双馈电机同步速旋转坐标系下的电压、磁链和转矩方程,采用模型参考自适应方法观测转子磁链在控制绕组中的分量;设计4个自抗扰控制器分别控制无刷双馈电机的控制绕组磁链、转速和定子电流,应用扩张状态观测器估算出系统的状态变量及其广义导数,实现电机的精确解耦。在MATLAB/Simulink环境下建立系统仿真模型并进行仿真分析,仿真结果表明,自抗扰控制策略可快速跟踪给定转速,受系统参数变化的影响较小,提高了系统的稳定性和鲁棒性。     

基于EKF的感应电动机转速及负载转矩辨识

提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的感应电动机无传感器系统的转速和负载转矩同时估算方法.在矢量控制的基础上,将电机的运动方程作为一个状态方程,把电机负载转矩看作系统的扩展状态量,根据定子侧测最的电压、电流值,由EKF估算出电机转子磁链、转速及负载转矩.仿真结果表明无速度传感器矢量控制系统具有良好的动态控制性能,即使运行在低速情况下,EKF估计器仍然能够准确地估计转子磁链、转速及负载转矩.     

感应电机的无速度传感器逆解耦控制

提出了一种基于扩展的Kalman滤波器的感应电机无速度传感器逆解耦控制方法.首先采用逆系统方法将感应电机的转速与转子磁链进行动态解耦,其次由扩展的Kalman滤波器(EKF)对转速及转子磁链进行实时估计,最后由线性综合方法设计转速和转子磁链闭环调节器,从而实现感应电机的无速度传感器逆解耦控制.仿真结果表明EKF可在整个调速范围内进行高精度的转速和磁链估计,系统具有优良的动态和稳态控制性能     

无刷双馈电机直接转矩控制策略的研究

研究了无刷双馈电机和直接转矩控制策略，提出了一种磁链和转矩的计算方法，实现了在不同坐标系下对磁链和转矩的计算，简化了磁链、转矩观测器的数学模型，给出了基于这一方法的无刷双馈电机直接转矩控制策略的仿真模型，并进行了系统仿真，结果表明该系统结构简单，目标明确，计算量小，控制准确，实时性好，在亚同步电动和超同步电动状态下均可适用。     

无刷双馈风力发电系统的最大功率追踪控制策略研究

从转子参考轴dq模型出发,研究同步坐标下的无刷双馈电机(BDFG)的数学模型。根据BDFG的特性,采用定子磁链定向的矢量变换控制技术,提出了一种功率控制策略,设计了基于该控制策略的变速恒频无刷双馈风力发电系统。该系统通过控制发电机的控制绕组进行交流励磁,实现变速恒频发电机有功、无功率的解耦控制,从而实现最大功率捕获的高效发电运行。仿真结果验证了所提出控制策略的正确性和有效性。     

基于EKF的感应电机无传感器矢量控制

介绍了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)实现感应电机转子位置和速度估计的方法。该方法通过测量电机的端电压和流过定子线圈的电流在线估计电机转子的位置和速度,实现了感应电机的无传感器矢量控制策略。感应电机无传感器矢量控制系统采用双闭环控制,仿真结果验证了该算法的可行性。     

直接转矩控制的无刷双馈感应电机的异步启动

针对无刷双馈感应电机( BDFIM)异步启动电流及启动转矩的解析分析不足的问题,利用等效电路推导出BDFIM异步启动阶段两个定子绕组的电流和启动转矩的解析表达式.分析结果表明,功率绕组的启动电流小于同容量的感应电机.针对BDFIM直接转矩控制系统牵入同步时电流大的问题,提出了磁链优先的方法,即在牵入同步的过程中,根据控制绕组磁链所在的扇区,选择合适的电压矢量,优先建立磁链,待磁链增加到设定的阈值时,再兼顾磁链和转矩.样机的实验结果表明,磁链优先的控制方法能够有效减小两个定子绕组的牵入电流.     

无刷双馈感应发电机空载并网电压相位控制策略

提出了基于控制绕组磁链的无刷双馈感应发电机空载并网电压相位控制方法,根据无刷双馈感应发电机的数学模型及控制策略构建了控制系统结构框图。设计了空载并网实验的硬件电路,实现了无刷双馈感应发电机电压相位的实时控制。在此基础上完成了无刷双馈感应发电机在空载并网时对电压幅值、频率、相位的自动调节,能够在满足并网条件时自动并网,提高了系统并网时的快速性和稳定性。不同转速下的空载并网实验结果验证了所提方法的有效性。     

无刷双馈电机转矩和转速的无源性控制

为了提高无刷双馈电机( BDFM)的控制性能,应用非线性系统的无源性控制(PBC)理论,研究BDFM的转矩和转速控制.从三相静止坐标系下BDFM的电压方程出发,导出了BDFM在dq轴转子速旋转坐标系以及功率绕组、控制绕组同步速旋转坐标系下的电压、磁链和转矩方程,建立BDFM的欧拉-拉格朗日方程,从能量的角度分析了BDF...     

采用扩展卡尔曼滤波磁链观测器的永磁同步电机直接转矩控制

提出利用卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)观测器对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)直接转矩控制(direct torque control,DTC)系统进行精确参数估计的方法。通过检测定子电压和电流,应用EKF观测器精确估计电机的定子磁链、电机转速和转子位置,间接估计转矩,近而实现PMSM的无速度传感器控制;同时改进常规的EKF估计状态方程,提高速度估计的精确性,并证明了基于EKF的控制系统的稳定性定理。仿真结果表明该方法减小了系统的非线性、参数变化以及干扰带来的影响,EKF能够准确估计状态变量,提高了直接转矩控制的性能。     

基于扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电机转速和磁链观测器

为了取消永磁同步电机控制中的机械传感器，获得直接转矩控制中需要的电机磁链信息，设计了一种基于扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电机转速和磁链估算方法。选取定子固定坐标系下定子磁链、电机转速和转子位置为状态变量，电压和电流作为输入、输出量，建立估算定子磁链、电机转速和转子位置的EKF滤波器系统。采用空间矢量调制的直接转矩控制策略，有效减小了直接转矩控制方法的转矩脉动，并保持了功率器件恒定的开关频率。实验结果表明EKF准确地观测了电机转速和磁链，所构建的无速度传感器DTC控制系统具有良好的转速和转矩控制性能。     

基于EKF PMSM定子磁链和转速观测直接转矩控制

针对传统直接转矩控制中存在电流、磁链和转矩脉动较大、及速度传感器的使用降低了系统可靠性、增加了系统成本等问题,提出基于扩展卡尔曼滤波器同时进行定子磁链和转速观测,实现了表面式永磁同步电动机无传感器直接转矩控制.该方法保持了直接转矩控制固有的转矩响应快和系统鲁棒性强的优点,降低了磁链和转矩脉动,并对电动机参数变化、负载扰动具有较强的鲁棒性,有效地改善了系统的动、静态运行性能,实验验证了该方法的可行性和有效性.     

无速度传感器变结构直接转矩控制系统的研究

从通用变频器产品开发的角度出发,提出了一种基于变结构控制理论的无速度传感器直接转矩控制系统方案。磁链与转矩的控制策略算法简单、不需要转速信息、鲁棒性强;输出电压采用空间矢量脉宽调制方式,有效地抑制被控制变量的脉动;基于模型参考自适应方法实现无速度传感器的转速检测;通过死区时间补偿环节进一步提高低速运行特性。开发完成变频器样机,获得了较为理想的实验结果,验证了系统设计方案的可行性。     

基于空间矢量调制的电励磁磁通切换电机转矩角增量控制策略

电励磁磁通切换电机具有转子结构简单坚固,磁链双极性、反电势正弦度高的优点,是一种新型的无刷交流电机。交流电机的2种经典控制策略中,相对于矢量控制(vectorcontrol,VC),直接转矩控制(direct torque control,DTC)具有算法结构简单、动态性能好的优点,但是其电流谐波含量高、转矩和磁链脉动大。为同时提高调速系统的动、静态性能,该文研究了一种基于空间矢量调制(space vectormodulation,SVM)的电励磁磁通切换电机转矩角增量控制策略,定义转矩PI环的输出为转矩角变化量,通过合成空间矢量对定子磁链矢量角增量的直接平滑调节,实现了对电磁转矩的直接线性调节。比较了最大合成空间矢量和基本前进矢量改变定子磁链矢量角的能力。在一台电励磁磁通切换电机上,利用TMS320F2812控制系统进行了传统DTC和该文提出算法的比较实验,验证了所提算法的正确性和有效性,新算法具有优良的动、静态性能。     

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.     

双定子磁悬浮开关磁阻电机直接转矩与直接悬浮力控制

研究一种双定子磁悬浮开关磁阻电机。该电机采用内-外双定子结构,内定子和外定子上分别设置悬浮力绕组和转矩绕组。在结合拓扑结构说明其运行原理的基础上,针对该电机同时存在转矩脉动和悬浮力脉动过大的问题,提出了直接转矩(DT)与直接悬浮力控制(DSFC)策略。比较了传统方波控制策略与所提控制策略下系统的转矩脉动、悬浮力脉动以及转子径向位移波动。仿真结果表明:DT/DSFC不仅能提高系统动态响应速度,而且有效抑制了转矩和悬浮力脉动,削弱了转子径向抖振,验证了所提控制策略的有效性与优越性。     

直接转矩控制系统参数在线辨识的研究

本文提出了一种应用于无速度传感器直接转矩控制系统的电动机参数在线辨识方案。采用模型参考自适应系统,注入磁链扰动,实现了同时对感应电机定、转子电阻参数的在线辨识和对磁链、转速及转矩的状态观测,使系统在电机参数发生显著变化时仍然保持良好的控制特性。与全阶状态观测器相比,本文采用交互式观测器,大大简化了算法,并通过在变频器样机中的应用,验证了其可行性和效果。     

双三相永磁同步电机在混合储能系统中的转矩分配控制策略

针对电动汽车航能力差、电机控制不稳定的问题,将双三相永磁同步电机应用于电动汽车上,并设计了一种基于混合储能系统(HESS)的多相电机转矩分配控制策略。首先,利用矢量控制方式对永磁同步电机转矩与定子磁通之间的关系进行分析,得出转矩矢量表达式。其次,基于磁通和转矩的增量,提出了绕组去耦补偿、磁通观测和参数辨识方法,通过磁通参考值与磁通观测器之间的误差计算电压参值。最后,采用Matlab/Simulink软件对所提出的永磁同步电机控制系统进行仿真实验与分析。仿真结果表明:在所提控制策略下,系统负载转矩具有较强的抗干扰能力和良好的稳态性能;且具良好的电流控制效果,可在允许范围内逐步减弱至平衡状态。