基于DSVM的直接转矩控制系统转矩脉动减小研究

传统的异步电动机直接转矩控制(DTC)受电压源逆变器(VSI)电压矢量数量限制,不能合理地制定开关表,造成了转矩脉动过大.采用离散空间矢量调制(DSVM)方法对其进行改进,增加了可选择的电压矢量,使电压矢量在幅值和相位上较为连续,并且根据转速不同分别制定了开关表,避免了较大转矩脉动出现.仿真结果证明转矩脉动、电流脉动明显减小.     

一种改善直接转矩控制低速性能的DSVM改进策略

传统的交流异步电动机直接转矩控制转矩脉动大,特别是低速区开关频率低且不固定导致转矩脉动尤为明显.在分析离散空间矢量调制(DSVM)方法的基础上,提出了一种DSVM-DTC改进策略,优化低速区的开关表减小低速转矩脉动,提高直接转矩控制的动态性能及系统的稳态性能.仿真结果验证了该策略的有效性和实用性.     

基于改进离散空间矢量调制的直接转矩控制系统

提出一种基于离散空间矢量调制（DSVM）技术的异步电机直接转矩控制（DTC）的改进算法，并对其进行仿真研究。在DSVM技术中，每个采样周期分为3个相等的时间段，每个时间段中作用1个电压矢量。改变这3个电压矢量的作用顺序，不会改变最终的控制目标，但是对转矩脉动有很大影响。通过分析每个采样周期中的转矩波形，得到优化的电压矢量选择表。在MATLAB／Simulink下对DSVM—DTC系统进行建模仿真，详细阐述模型结构。最后，给出仿真运行结果并进行分析。仿真结果证明所提出的DSVM—DTC算法能够进一步减小转矩脉动。     

异步电机直接转矩控制模糊DSVM控制策略

针对传统异步电机直接转矩控制系统低速转矩脉动大、电流畸变严重、磁链轨迹内陷以及开关频率不固定等问题,基于离散空间电压矢量调制(DSVM)技术和模糊控制技术,提出了一种改善低速性能的控制策略.利用DSVM技术合成19种电压矢量,使低速区可供选择的电压矢量数目增加,提高了转矩调节器的控制精确度,采用模糊控制器选择电压工作矢量,明显抑制了转矩脉动.仿真结果表明,改进的DSVM控制策略及模糊控制算法的应用,在保证开关频率恒定的前提下,明显克服了低速磁链轨迹内陷、转矩脉动大、电流畸变严重等缺点,有效地改善了直接转矩控制的低速运行性能.     

感应电机直接转矩控制系统的转矩脉动极小化方法

针对感应电机直接转矩控制系统在稳态运行时转矩脉动大的问题,提出了一种转矩脉动抑制方法。基于离散化的感应电机模型,分析了直接转矩控制系统的转矩脉动机理。以转矩误差均方根极小为目标,将采样周期分为非零电压矢量作用时间段和零电压矢量作用时间段,推导了最优电压矢量切换时间的计算公式。仿真和实验结果表明所提方法可有效减小直接转矩控制系统的转矩脉动。     

基于改进离散空间矢量调制的直接转矩控制系统

提出一种基于离散空间矢量调制(DSVM)技术的异步电机直接转矩控制(DTC)的改进算法,并对其进行仿真研究。在DSVM技术中,每个采样周期分为3个相等的时间段,每个时间段中作用1个电压矢量。改变这3个电压矢量的作用顺序,不会改变最终的控制目标,但是对转矩脉动有很大影响。通过分析每个采样周期中的转矩波形,得到优化的电压矢量选择表。在MATLAB/Simulink下对DSVMDTC系统进行建模仿真,详细阐述模型结构。最后,给出仿真运行结果并进行分析。仿真结果证明所提出的DSVMDTC算法能够进一步减小转矩脉动。     

永磁同步电机直接转矩控制系统转矩调节新方法

从开关频率优化和电压空间矢量合理选择2个方面提出了1种新的转矩调节方法。通过逆变器开关频率PI调节得到转矩滞环比较器的滞环宽度值,在充分利用功率器件开关频率的同时,不仅克服了圆形磁链轨迹对功率器件高开关频率要求的缺陷,而且克服了在转速变化过程中采用固定滞环宽度值带来的功率器件开关频率波动范围大且低速转矩调节性能下降的缺陷。针对零电压空间矢量的特点,为降低系统低速稳态运行时的转矩脉动且保证瞬态运行时转矩的快速响应,提出了在低速稳态运行时选用零电压空间矢量减小转矩、在低速瞬态运行时选用有效电压空间矢量来减小转矩的转矩调节方法。该方法在保证系统响应速度的同时减小了系统平均转矩脉动。实验结果表明新的转矩调节方法不仅能充分利用功率器件的开关频率,而且在低速时由于开关频率的提高反而获得了相对圆形磁链轨迹更小的转矩脉动。     

永磁同步电机直接转矩控制系统开关表分析

使用三相和两相混合连接,两电平电压源逆变器可以生成12个不同相角的电压矢量,从而为永磁同步电机直接转矩控制系统优化开关表提供更多的电压矢量选择.提出了一种基于12电压矢量优化开关表,并实验对比了永磁同步直接转矩控制系统在传统开关表和基于12电压矢量优化开关表控制下的性能.实验结果表明,优化开关表能够减小不合理转矩脉动,但两相导通方式也带来了换相转矩脉动,恶化了系统控制性能.     

永磁同步电机转矩脉动占空比最优控制方法

传统直接转矩控制(DTC)在每个控制周期内仅作用单一的电压矢量,存在转矩脉动大和开关频率不固定等缺点。针对上述问题,提出了一种基于占空比优化的永磁同步电机(PMSM)转矩脉动抑制方法。建立了PMSM调速系统的基本数学模型,推导了非零电压矢量和零电压矢量对应的转矩变化率,并指出数字系统的离散化特性和单一的转矩变化趋势是造成转矩脉动过大现象的本质原因。采取占空比优化的方式在一个控制周期内输出一个主矢量和一个零矢量,以单个控制周期内转矩脉动均方值最小为原则,推导并计算出主矢量对应的最优占空比。样机实验结果表明,该方法在保留传统DTC高动态响应的基础上,可以减小电磁转矩脉动、固定开关动作频率,有效地提升了PMSM调速系统的稳态性能。     

开关磁阻电机直接转矩控制方法的优化

在开关磁阻电机的驱动中,采用直接转矩控制可以显著地改善其输出转矩的稳定性和转矩响应的快速性,而且该算法具有较好的通用性。从控制角度入手,研究降低开关磁阻电机噪声和减小转矩脉动的方法。针对传统直接转矩控制方法转矩脉动大的问题,提出了一种适用于四相开关磁阻电机的电压矢量和开关表的优化方法,取消了磁链滞环,重构了电压矢量。仿真和实验证明,该方法在转速稳定状态下可有效减小转矩脉动并提高转矩电流比。     

Minimization of torque ripple of direct-torque controlled induction machines by improved discrete space vector modulation

In this paper, discrete space vector modulation (DSVM) technique for induction machine drives is developed, and then a fuzzy logic direct torque control (DTC) scheme based on the proposed DSVM technique is presented. In DSVM technique, new voltage vectors are synthesized by applying three standard voltage space vectors for three equal time intervals at each sampling period. Rearranging the sequence of the three voltage space vectors does not change final synthesized voltage vectors, but has an influence on torque ripple. By comparing torque waveforms in one sampling period, an analysis is carried out to determine the influence. Based on the analysis, new switching tables used in DSVM-DTC are defined. In the switching tables, the three components of each synthesized voltage vector are arranged in optimized sequence. Finally, a fuzzy logic controller is designed to select synthesized voltage vectors. Its control rules are established based on the proposed switching tables. The proposed scheme is verified by simulations. Simulation results show that a reduction of torque ripples is achieved in a whole speed range.     

基于离散空间矢量调制的直接转矩控制系统的仿真研究

针对异步电动机直接转矩控制(DTC)系统存在转矩和磁链脉动等缺点,提出一种基于离散空间矢量调制(DSVM)的DTC系统。根据转矩、磁链误差和速度的不同,在高低速应用不同的开关表,达到改善异步电动机运行性能的目的。仿真结果表明,利用该方法可明显改善异步电动机的电磁转矩脉动。     

永磁同步电机直接转矩控制不合理转矩脉动

针对永磁同步电机直接转矩控制转矩脉动问题,依据永磁同步电机直接转矩控制理论,建立了永磁同步电机直接转矩控制系统模型,并分析了电压矢量对转矩的作用,得出以下结论:当定子磁链幅值与转矩角变化矛盾时,一定条件下转矩变化与定子磁链幅值的变化一致;此时传统开关表选择的电压矢量对转矩的实际作用与系统期望值相反,从而产生了不合理的转矩脉动.仿真结果验证了理论分析的正确性.     

基于模糊控制的无刷双馈电机直接转矩控制

研究了无刷双馈电机(BDFM)直接转矩的控制(DTC)策略,在传统直接转矩控制方法的基础上,利用离散空间电压矢量调制(DSVM)技术,给出了基于改进模糊控制策略的无刷双馈电机的直接转矩控制方法,系统仿真结果表明该控制系统低速特性和传统控制策略相比有很大提高,控制准确,能够满足电机从亚同步状态到超同步状态的运行需求。     

基于模糊控制的永磁同步电机直接转矩控制

设计了基于模糊控制的永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)系统,采用模糊控制器取代了传统DTC系统中的磁链和转矩滞环比较器及开关表。仿真结果表明:模糊控制PMSM DTC系统运行良好,可实现四象限运行,与传统开关表相比,可有效减小转矩脉动和平均开关频率。研究了转矩误差论域和零电压矢量对模糊控制性能的影响,并基于转矩角对电压矢量作用的影响规律,提出了考虑转矩角的PMSM模糊直接转矩控制。仿真结果表明:在转矩角较大时,考虑转矩角的PMSM模糊DTC系统可有效减小转矩和磁链脉动,改善控制性能。     

大功率异步牵引电动机在全速范围下的直接转矩控制

为了满足大功率牵引电动机在全速度范围内的快速转矩响应,并克服电机参数变化对系统的影响,提出了一种牵引电动机的直接转矩控制策略,低速时采用圆形磁链控制,以减小转矩脉动;高速时采用六边形磁链控制,以减小逆变器开关频率,并优化选择零电压矢量,采用速度和磁链容差切换的控制方式实现六边形磁链与圆形磁链的平滑过渡。仿真结果表明,该控制方法能够实现转矩的快速动态响应,保证了控制精度,在大功率交流调速中具有一定的参考价值。     

电动汽车用永磁同步电机直接转矩控制电压矢量选择策略

针对开关表控制下永磁同步电机直接转矩控制不合理转矩脉动问题,研究了电压矢量对永磁同步电机直接转控制系统控制性能的影响,得出了定子磁链幅值、转矩角和转矩的控制规律,并对实验用Honda Civic 06My Hybrid混合动力电动汽车用15 kW内置式永磁同步电机提出了一种简单实用的电压矢量选择策略.仿真和实验结果表明:与开关表相比,提出的电压矢量选择策略易于实现,结构简单,能够有效抑制因开关表失效引起的转矩脉动,固定开关频率,在更高的负载条件下运行,是电动汽车用电机控制系统一种理想的控制策略.     

DTC与MPTC自适应切换的表贴式永磁同步电机控制策略

针对传统表贴式永磁同步电机(SPMSM)模型预测转矩控制(MPTC)备选电压矢量数目多,计算负担较大等问题,将传统MPTC的7个备选电压矢量精简为1个由开关表输出的电压矢量和1个零电压矢量。仿真结果表明:该控制策略可有效减小转矩脉动和平均开关频率,消除了转速阶跃下的磁链脉动,并将MPTC的运算次数降低到2次或者0次,减少了系统的运算负担。为了进一步提升系统动态特性,提出根据系统状态将直接转矩控制(DTC)与MPTC自适应切换控制的策略。系统处于稳态时,采用基于开关表的MPTC;系统处于动态时,采用DTC。仿真结果表明:该策略结合了MPTC和DTC的优点,在保持控制效果的同时,提高了转矩动态响应,消除了动态下磁链脉动。