感应电机全频率段稳定运行的V/f控制方法

为了提高传统的感应电机恒压频比(V/f)控制方法的低速带载能力、动态性能以及全频率段的稳定性能,提出了一种基于气隙磁场定向的全频率段V/f控制方法。该方法基于感应电机T型等效电路模型和电压控制方程,低频时采用电流闭环控制补偿定子电阻压降,高频时采用开环V/f控制,不受定子电阻参数影响,既可以提高电机低速带负载能力,又能有效利用V/f的高频控制优势,并设计限幅器实现低速和高速的平滑切换。实验结果表明：电机0 Hz满载起动,以及突加、突减负载,电机始终能够平稳运行,验证了该方法的有效性。     

多相感应电机的非正弦供电技术

为充分利用多相电机的多控制自由度,分析了多相集中整距绕组感应电机非正弦供电的原理,对九相集中整距绕组感应电机分别在正弦和非正弦供电下的输出转矩和电机效率进行仿真分析.在保持2种供电模式下电机齿、轭部磁密幅值分别相等、定子铜耗相同的前提下,与正弦供电相比,重载下非正弦供电时电机输出转矩提高了约7%,电机效率也有所提高.构建了一套多相变频调速系统,在该系统下对上述理论进行实验验证,并同时与一台三相正弦绕组感应电机正弦供电作对比.实验结果表明,重载下多相集中整距绕组感应电机非正弦供电时可以提高输出转矩,改善电机效率,并分析了重载下多相集中整距绕组感应电机非正弦供电时电机效率和输出转矩提高的原因.     

一种新颖的感应电机V／F控制系统低速性能提升方法

针对感应电机V／F控制系统低速性能不理想的问题,该文提出了一种新颖的补偿方案,主要对死区效应和定子电阻压降进行补偿。该方案采用基于定子电压矢量定向的旋转坐标变换,能够方便地得到定子电阻压降补偿量,并能准确地判断电流方向,进行死区补偿。该方案仅需知道定子电阻值,实现简单。实验结果表明：采用补偿方案后,定子电流波形明显改善,电机能在1．5Hz满载平稳运行,且起动特性和动态性能良好。     

非正弦供电下的五相感应电机弱磁优化控制策略

根据电动汽车、数控机床等应用领域宽速度运行范围需求,提出了一种多相感应电机的非正弦供电技术,目的在于有效提高弱磁状态下的转矩密度。针对传统弱磁控制算法存在的问题,提出了定子磁链优化的弱磁控制算法,提高转矩稳态和动态响应性能。根据多相感应电机多平面特性,详细分析了谐波平面对弱磁区间运行的影响,采用非正弦供电技术有效提高转矩密度和电压利用率。最后,构建了一套五相感应电机控制系统,实验结果证明了非正弦供电下弱磁优化控制策略的可行性。     

基于磁通恒定的多相感应电动机起动过程分析

传统的V/f控制方式在低、中频条件下对多相感应电机进行起动时,由于定子电阻和漏感压降不能忽略,起动过程中的起动电流波动较大,致使多相感应电动机在起动过程中的稳定性能较差。本文以三套三相绕组在空间上互差π/9电角度构成的九相感应电动机为研究对象,对传统的V/f控制方式在低、中频条件下进行了优化。基于DSP+FPGA芯片编程,采用探测线圈反馈九相感应电动机的真实电动势,通过直接控制电动势,并根据电动势与频率的比值为常数的原则,保持电机磁通恒定,以此来起动九相感应电动机。通过实验证明,采用该控制方式起动的九相感应电动机具有更好的稳定性能,优化了九相感应电动机的起动过程。     

基于定子电压矢量定向的转矩提升方法研究

感应电动机定子电阻压降导致V/F控制系统低速时的输出转矩下降,严重影响了V/F控制系统的低速性能。在分析现有转矩提升方案的基础上,提出了一种新颖的转矩提升方法。通过基于定子电压矢量定向的旋转坐标变换,可以实现定子电流的解耦,从而方便地得到定子电阻压降补偿量。该方法只需知道定子电阻值,实现简单。实验结果表明:采用补偿方案后,电机起动性能良好,电机能在1 Hz满载平稳运行。实验结果验证了该转矩提升方案的有效性。     

基于补偿策略的通用变频器高性能控制方法研究

研究了基于补偿控制策略的提高通用变频器调速性能的方法.从电机模型出发应用坐标变换得到定子电阻压降补偿控制,根据V/f控制近似保持气隙磁通不变的原理提出一种近似转差频率补偿方法,并采用电机电流重构的方法进行实时死区补偿.分析和初步实验研究表明,采用的补偿控制方法是可行的.     

具有低速高性能的电压定向V/F控制方法

针对传统的V/F控制方法低速性能差且转速精确度低的问题,提出了一种电压定向V/F控制策略。此控制策略在传统的V/F控制基础之上采用了一种电压提升方法来补偿定子电阻压降以使电机磁链幅值保持恒定,同时根据感应电机非对称T型等效电路提出一种滑差补偿策略,以改善系统的低速性能和转速精确度。与传统的V/F控制不同的是,该方法是根据定子电压定向进行同步坐标变换,其不需要复杂的矢量计算且易于实现。实验结果表明:采用该方法在0.3Hz满载情况下,电机能平稳运行,而且在不同负载大小和频率下,电机转速精确度都得到了明显提高。     

多相感应电机的非正弦供电技术

本文对多相集之中整距绕组感应电机非正弦供电的原理做了细致的分析和研究。发现多相感应电机正弦供电时输出转矩偏小以及电机利用效率较低等问题,通过对九相集中整距绕组感应电机做出一系列的模块实验要,得出了关于多相感应电机的在供电上的能提高电能传输的效率和电机工作效率,并且深入了解其原因。     

多相电机非正弦供电下的定子缺相容错控制

多相电机通常采用集中绕组和非正弦供电方式,以改善磁场分布并提高电机的转矩密度。针对多相电机的上述特点,提出定子缺相时非正弦供电的容错运行策略。以9相异步电机为例,基于故障前后定子磁动势保持不变的原则,构建了剩余各相的电流方程组。分析了忽略7次谐波磁场、仅保持故障前后1、3、5次定子磁动势不变等容错策略,并通过引入定子铜耗最小的附加条件来求解正常相的电流。电流环采用比例谐振控制算法,实现了相坐标系下的无静差控制。通过实验对上述算法进行了验证,结果表明多相电机在非正弦供电情况下能获得较高的转矩密度和较平稳的运行性能。     

新型感应电机V/F控制系统稳定性方法

针对感应电机V/F控制系统在空载或轻载时存在一个持续振荡的稳定性问题,提出一种改善感应电机V/F控制系统稳定性的方法.根据感应电机的数学模型,研究了系统振荡与无功电流波动之间的关系.并基于定子电压定向对电流进行分解,通过控制无功电流恒定调节输出电压来抑制电机振荡,提高系统的稳定性.实验结果表明:该方法不依赖电机参数,鲁棒性高,使系统在0～50 Hz内都能平稳运行.电机的振荡得到了抑制,有效地提高了系统的稳定性.     

十五相感应电机对称缺相运行时的定子漏抗计算

定子参数计算是应用等值电路进行多相感应电机对称缺相运行性能分析的基础。通过引入关联矩阵反映所缺相数,分别对定子槽漏抗、谐波漏抗、端部漏抗进行计算,得到了十五相感应电机缺一个五相、两个五相绕组对称工况下的定子漏抗。计算结果表明,对于整距集中绕组的十五相感应电机,缺少五相或十相后,每相槽漏抗不变,谐波漏抗增大,而端部漏抗减小,故对称缺相运行工况下的定子漏抗参数与正常工况下并无明确倍数关系。在正常工况及缺十相对称运行工况下对十五相感应电机原理样机进行了堵转试验,试验测得的短路电抗与计算值相互吻合,间接验证了计算结果的正确性。     

定子磁场定向无速度传感器异步电机控制系统研究

提出一种改进的MRAS(模型参考自适应)磁链转速观测器,同时辨识了定子磁链和转子转速,并在此基础上实现了定子电阻的在线调整和定子电阻压降的补偿。在异步电机按定子磁场定向控制中,采用定子电阻压降补偿和电流转矩分量的闭环控制,实现了定子磁链的控制,系统具有较好的鲁棒性。     

多相圈式绕组电机的定子端部漏感计算

建立了圈式绕组感应电机定子端部的空间模型。以Biot-Savart定律为基础,通过剖分线圈的端部面积,推导了定子绕组为圈式时的多相电机的端部互漏感计算公式。利用Matlab编写了相应的计算程序,计算出了某型样机的定子线圈端部互电感。结合回路电流分析法,计算了样机在不同短距系数下的定子相漏感,并对计算结果进行了分析与验证。     

一种改进的直接转矩控制方案研究

针对异步电动机直接转矩控制系统低速性能差的问题,提出了两项改进措施。首先在磁通观测器中增加定子电阻压降补偿,以此来修正定子磁通模型;其次采用三点式转矩调节器来优化空间电压矢量的选择;最后采用TMS320C31评估板对上述方案进行了实验验证。