基于直接转矩控制的异步电动机定子磁链自适应控制系统的仿真研究

基于模型参考自适应控制和直接转矩控制(DTC)原理,提出了一种新型的异步电动机定子磁链自适应观测器。它以定子电流和定子磁链为状态变量,并将其应用于直接转矩控制中,从而实现了异步电动机定子磁链自适应控制的直接转矩控制系统。通过Popov稳定理论的推导,确定了定子电阻自适应律。利用Simulink库元件构建了异步电动机定子磁链自适应控制的直接转矩控制系统仿真模型,仿真结果表明,提出的定子磁链自适应控制的直接转矩控制系统具有转矩响应迅速、转速稳定性较好的特点。该系统便于在线实现,同时对定子电阻变化也有较好的鲁棒性。     

煤矿机电工程中的DTC变频技术研究

主要研究基于直接转矩控制(DTC)的采煤机变频调速技术。为了进一步提升交流牵引采煤机的调速性能,以采煤机及其变频调速功能需求以及现代煤矿机电交流变频调速技术作为切入点,从直接转矩控制变频调速系统结构、磁链与转矩观测、磁链与转矩的变频调节、定子电压空间矢量选取等方面对基于DTC变频技术的采煤机调速系统展开分析研究。最后采用Matlab仿真软件对直接转矩变频方案进行全面的性能分析,并提出了相应的优化措施。     

矿井提升机直接转矩控制变频调速系统的MATLAB仿真

介绍了异步电动机直接转矩控制系统的基本组成和工作原理。采用异步电动机α-β坐标系下磁链和转矩的观测模型,基于圆形磁链轨迹控制方案,结合矿井提升机调速系统的特点,利用MATLAB6.5/Simulink5.0构建了直接转矩控制调速系统的仿真模型,提出了减小系统转矩脉动的措施。仿真结果验证了该模型的正确性和改善方案的有效性。     

基于DSP的直接转矩控制系统实现

阐述了异步电动机直接转矩控制系统的组成及工作原理,以TMS320LF2407A芯片为核心进行了系统设计。研究了直接转矩控制算法,解决了电动机转速和定子电流的测定、定子电压计算、磁链扇区判断、电压空间矢量选择及逆变器开关状态选择等问题。实现了异步电动机的直接转矩控制,进行了实验研究,获得了良好的调速性能。     

基于MATLAB异步电机直接转矩控制的仿真建模

从异步电动机的数学模型出发,推出了在定子坐标系下直接控制定子磁链和转矩的控制规律。利用空间矢量的概念,推导出了直接转矩控制系统中电压空间矢量的选择规则,根据直接转矩控制原理,利用MATLAB软件中的SIMULINK对异步电动机直接转矩控制系统进行了建模和仿真,实验结果表明直接转矩控制具有良好的动静态性能。     

异步电动机直接转矩控制系统的仿真研究

针对异步电机交流调速系统的特点,采用了直接转矩控制(DTC)交流变频调速方案,直接对电机定子磁链和电磁转矩进行控制,避免了矢量控制中复杂的变换和参数运算,使控制结构简单。应用Matlab/Simulink对直接转矩控制的定子磁链近似圆形控制的方法进行了仿真和分析,验证了系统的正确性。     

绕线式异步电机转子变频磁链观测研究

为改善煤矿高压变频调速的现状,分析了采用转子变频调速的优势,探讨了转子变频调速系统的实现。重点介绍转子变频调速的原理,得到了绕线式异步电机转子变频调速时的磁链方程。通过Simulink建立转子变频磁链观测模型。仿真结果表明,采用转子变频时供电电压低,输出电压谐波含量少,有利于改善传统调速系统的性能,该绕线式异步电机转子变频的数学模型是正确的。     

异步电动机滑模变结构直接转矩控制

为了解决直接转矩控制中转矩脉动过大的问题,文中提出了一种新的基于滑模变结构的异步电动机直接转矩控制方案。这种控制方案采用磁链和转矩两个滑模控制器取代传统直接转矩控制中的滞环控制器减小转矩脉动,从而获得高性能的异步电动机调速系统。仿真结果表明,与传统控制方案相比,该方案可以在较大的转矩范围内减小转矩脉动,同时转速的稳态误差更小。从而大大改善了调速系统的静、动态性能。     

煤矿异步电动机逆变器直接转矩控制技术仿真分析

针对煤矿异步电动机控制精度低、稳定性差等缺点,提出了一种基于直接转矩算法的控制技术。为了验证该方案的可行性与有效性,在分析煤矿异步电动机数学模型和直接转矩控制算法的基础上,利用MATLAB/Simulink建立煤矿异步电动机逆变器直接转矩控制系统仿真模型,对定子磁链及不同负载、不同转速工况下速度特性进行仿真分析。仿真结果表明,采用直接转矩控制技术磁链脉动小,在转速突变时响应特性好、运行平稳。     

绕线式异步电动机转子变频启动的仿真研究

在分析对比绕线式异步电动机传统启动方式的基础上,探讨了转子侧分频启动的特点,并利用Matlab/simulink搭建了变频启动的仿真模型。得到了电机启动时的转矩和转速的仿真波形,对变频调速的后续研究及双馈系统的启动有一定的指导意义。     

U-N定子磁链模型双馈调速系统的仿真研究

分析了双馈电机调速的工作特性,借助于定子磁链定向矢量控制方法,提出了一种U-N模型定子磁链观测器,研究了定子磁链定向双馈调速数学模型,建立仿真模型,验证了双馈电机在次同步和超同步下调速的可行性。     

新型异步电机直接转矩控制策略

针对异步电机直接转矩控制系统转矩和定子磁链的脉动问题,设计了基于电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略的异步电机直接转矩控制系统的模型和实验装置与基于离散空间电压矢量调制(DSVM)的方法并在MATLAB/SIMULINK环境下对其进行了仿真。仿真结果表明,这2种方法都可以明显减小转矩和磁链脉动,改善系统的动、静态性能,并且响应速度快、运行平稳。     

伺服感应电动机DTC控制自学习模糊速度观测器

针对伺服感应电动机DTC控制中常规速度观测器难以达到很高精确度的问题,在其基础上设计了模糊速度观测器。由于模糊观测器的模糊控制规则主观性较强,因此设计自学习模糊速度观测器,并给出了详细的算法和流程。建立了伺服感应电动机DTC控制模型,其中速度观测器采用文中提出的自学习模糊速度观测器。在此基础上组建了基于TI公司TMS320LF2407DSP与IPM相结合的实验平台并进行实验。实验结果表明,提出的观测器能较好地对伺服电机的转速进行观测,为伺服电机的精确定位控制提供思路。     

基于Matlab仿真的矿井提升机直接转矩控制系统研究

针对传统直接转矩控制用于矿井提升机存在开关频率不固定,转矩和磁链脉动较大等不足的问题,研究了一种基于新型磁链观测器的空间矢量调制直接转矩控制(SVM-DTC)方案。采用SVM单元和PI调节器,代替传统的DTC控制系统中的开关表和滞环比较器。设计了一种适用于该方案的磁链观测器,该观测器基于锁相环原理,能够实现旋转坐标系下磁链直接观测,避免了常规低通滤波器观测磁链带来的积分饱和与相位延迟的问题。该控制系统经仿真结果表明,验证了所提出方案的有效性和可行性。     

基于无速度传感器电阻辨识系统的研究

永磁同步电动机对于内、外界扰动表现极为敏感,尤其是电动机电阻大小的变化,为提高电动机系统的鲁棒性,引入自适应法辨识电阻方法。在电动机参数已知的前提下,把定子电阻当作未知参数进行辨识,定子电流和转子磁链作为状态变量,建立电阻辨识的自适应观测器。在相同仿真条件下,对引入电阻辨识和没有引入电阻辨识的直接转矩控制系统进行研究,结果证明所设计的自适应法辨识电阻,能有效提高电动机系统的鲁棒性。     

基于矿用永磁同步电机的直接转矩控制系统的分析与研究

介绍了矿用永磁同步电机的数学模型和直接转矩控制技术原理,在matlab环境下建立了仿真模型,试验结果表明直接转矩技术,能够有效地减少电机磁链和转矩的脉动,采用直接转矩控制技术的永磁同步电机具有较宽的调速范围、良好的动态和稳态性能。该电机控制方案可广泛应用于煤矿空气压缩机、压风机、水泵等设备。     

Passivity-based control of synchronous motors in mine hoist systems

An adaptive PBC strategy for SM with a time-varying load torque to track flux and speed trajectories was proposed. The key point of this method was the identification of terms, known as workless forces, which appeared in the dynamic equations of SM but had no effect on the energy balance equation of the closed loop. PBC, combined with adaptive control schemes, not only preserved the advantages of PBC such as nonexistence of singularity, but also rejected the flux and speed tracking error caused by stator and rotor resistance variation. The rotor currents of SM were estimated via a state observer. This algorithm simplified the control structure and enhanced the robustness of the control system. The feasibility and effectiveness were confirmed by experimental results based on dSPACE. Supported by the National Basic Research Program of China(973 Program)(2005CB221505); the Special Scientific Research Foundation for Doctoral Subject of Colleges and Universities in China (20050248058)