基于双空间矢量调制的矩阵变换器-永磁同步电机矢量控制系统

结合永磁同步电机磁场定向控制的特点,将矩阵变换器用于永磁同步电机的调速系统,实现永磁电机的交交直接控制并且达到近似单位功率因数.首先阐述矩阵变换器双空间矢量调制的原理,输入侧采用电流空间矢量,输出侧采用电压空间矢量构建了矩阵变换器-永磁同步电机矢量控制系统;然后为了降低转矩脉动,加入电流补偿环节,文中给出了补偿环节的设计方法.原理样机试验结果表明,采用双空间矢量调制的矩阵变换器-永磁同步电机系统不仅达到了良好的控制效果与较好的网侧性能,而且电流补偿环节也是确实有效的.     

永磁同步电机空间矢量控制方法仿真研究

本文介绍了交流永磁同步电机的数学模型,并系统分析了空间矢量算法的原理及具体实现方法。举例介绍了空间矢量算法的具体实现步骤,及SVPWM的调制方法。通过引入r1r2r3坐标系,使扇区判断的方法更加直观、更加容易理解。采用i_d=0的控制策略,在Matlab/Simulink环境下构建了永磁同步电机控制系统的仿真模型,并进行实验。实验结果表明空间矢量控制方法可以使永磁同步电机运行平稳,具有良好的调速性能和转矩控制特性。     

永磁同步电机直接转矩控制系统理论及控制方案的研究

进一步研究了永磁同步电机直接转矩控制理论 ,明确了零电压矢量在控制过程中的作用 ,实现了基于定子磁链观测的永磁同步电机调速系统。电机系统具有良好的性能。实验结果论证了该方法在永磁同步电机拖动系统中的实用性     

交流永磁伺服系统控制策略研究

电机控制方法主要有矢量控制和直接转矩控制两种控制方法。在系统控制结构、控制方法对系统硬件的要求、系统的控制性能等方面对两种控制方法做比较分析。结果表明，直接转矩控制方法对系统控制的硬件要求较高、低速性能较差、电机调速范围较窄，适用于速度变动范围不宽的调速系统。而使用矢量控制方法时，系统调速范围较宽，低速性能良好。根据永磁同步电机的自身特点，只有选择矢量控制方法才能满足交流永磁同步伺服系统的控制要求。     

多电平双移30°永磁同步电机的矢量控制系统

为了进一步提高调速系统的容量,降低输出谐波和转矩脉动,将多电平逆变器与多相电机相结合,给出了五级十一电平级联型多电平逆变器驱动双移30°永磁同步电机的六相调速系统拓扑结构,分析了电压空间矢量在各正交空间的分布,研究了基于双级联型逆变器的四矢量空间矢量脉宽调制（SVPWM）算法。基于Matlab的仿真将级联型多电平逆变器驱动的双移30°永磁同步电机矢量控制系统与两电平逆变器驱动的双移30°永磁同步电机矢量控制系统进行比较,前者的转矩、稳态电流等性能均优于后者,其稳态电流总谐波畸变率仅为2.68%。基于 DSP的实验表明级联型多电平逆变器输出波形接近正弦波,转矩脉动较小,稳态电流谐波含量低,达到了预期的控制效果,从而验证了本文所提方法的可行性。     

基于改进的模糊控制PMSM矢量控制系统研究

为更好地改善永磁同步电机(PMSM)调速性能,在传统PI控制方法与一般模糊PI控制方法的基础上,跟据Clark、Park变换、空间矢量调制(SVPWM)和磁场定向控制等理论,提出了一种改进的模糊PI控制方法并用于双闭环调速系统的速度环中。借助MATLAB/SIMULINK搭建控制系统仿真模型,并对永磁同步电机的重要性能进行对比分析。结果表明,引入改进的模糊PI控制器后,调速系统具有很强的适应性、鲁棒性和抗干扰性,能快速跟踪速度参考值,永磁同步电机输出电磁转矩波动量较小,性能得到改善。     

永磁同步电机新型直接转矩控制系统设计

针对传统的直接转矩控制转矩脉动大、开关频率不恒定等问题,在分析永磁同步电机数学模型的基础上,综合矢量控制的特点,提出一种基于空间矢量脉宽调制的新型直接转矩控制系统,用PI调节器取代滞环控制器,用空间矢量脉宽调制取代开关表.同时为了提高系统性能,模糊控制被应用于该系统.在Matlab环境下建立永磁同步电机新型直接转矩控制系统仿真模型并进行仿真研究,仿真结果证明了新型直接转矩控制系统设计可行有效,在提高系统响应速度的同时,能有效减小转矩和磁链的脉动,改善控制系统的性能.     

永磁同步电机直接转矩控制中零矢量的作用研究

通过对永磁同步电机直接转矩控制机理的分析,指出了永磁同步电机与异步电机在实施直接转矩控制上的某些差异,其中零电压矢量的作用有所不同。由于永磁同步电机控制变量中没有转差的概念,电磁转矩变化受控于功角与功角的增量,而零电压矢量对功角增量的作用很弱,因此一般从转矩的动态控制效果认为,零矢量不适合在永磁同步电机直接转矩控制中应用。对此作出了修正,从理论和实验角度证明,零矢量可以参与永磁同步电机转矩的直接控制,在有效抑制转矩和磁链脉动及提高系统性能上有独特的作用。     

基于DSP的永磁同步电机伺服系统矢量控制研究

永磁同步电机矢量控制系统具有响应速度快、速度超调小、转矩脉动小、调速范围宽、体积小等特点,具有良好的动静态性能。文章以DSP为核心,构建了一个永磁同步电机矢量控制伺服系统,并给出了其硬件电路和软件流程。试验表明该系统具有优良的控制性能。     

PMSM直接转矩控制调速系统的研究现状与发展前景

异步电机直接转矩控制 (DTC)技术是继矢量变换控制之后在交流调速领域里出现的一种新型变频调速技术 ,近年来人们开始逐渐尝试将其应用于同步电机中。本文详细介绍了直接转矩控制技术在永磁同步电机 (PMSM)调速系统中的应用现状 ,讨论了该技术中的几个关键性问题 ,并分析了其今后的发展方向     

永磁同步电机短路过渡焊接推拉送丝系统

构建了永磁同步交流伺服电机推拉送丝短路过渡焊接的送丝系统.该系统以TMS320F2812型DSP为控制核心.采用智能功率模块PS21564制作了交流伺服驱动器,完成了永磁同步电机的电流、速度、位置的三环调节系统.电流环通过矢量变换、空间矢量脉宽调制(SVPWM)对电机的转矩进行控制,反映负载状况;速度环通过对速度校正可以提高系统的动态性能;位置环主要是对焊丝位置进行精确控制.实现了电机的正反转运行,实验证明系统响应速度快.运行平稳,送丝频率(电机正反转频率)达到了10Hz,为送丝系统的建立奠定了基础.     

电力推进船舶中永磁电机直接转矩控制

随着交流电机变频调速技术的发展,大功率永磁电机已成功应用于船舶电力推进系统中.通过对变频调速系统中直接转矩控制理论的分析,建立了基于传统开关表的直接转矩控制仿真模型.仿真结果表明,采用该技术的变频调速系统中,推进永磁电机的加速时间较快,同时能够满足船用大功率永磁电机在动态转矩响应方面的要求.     

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。     

模糊自适应PI控制永磁同步电机交流伺服系统

在永磁同步电机交流伺服系统中,采用直接转矩控制及模糊自适应PI控制构成位置伺服控制器.Simulink仿真结果表明,该位置伺服系统有较好的动、静态性能.主要分析了用模糊自适应PI控制构成永磁同步电机交流伺服系统的位置环.     

基于DSP的永磁同步电动机伺服系统速度环研究

简述了永磁同步电动机伺服系统的原理与设计,指出矢量控制技术可以实现电机交、直轴之间的解耦,具有线性转矩控制特性,能够获得比较平稳的输出转矩,达到比较宽的调速范围.论述了采用DSP为微处理器的交流伺服控制系统,通过研究速度环的动态结构,选择速度环的调节方式,满足速度环的无误差与抗扰要求.研究适合于中、小功率的交流伺服系统,有较高的动态和静态性能.     

基波电压线性化的永磁同步电动机控制策略

针对轨道交通永磁同步牵引系统全速度范围内的调速性能,在低速区采用异步调制模式,在中高速区采用不同分频的同步调制模式;为了满足各种模式之间的平滑过渡,提出了对基波电压进行线性化处理的策略,并将所提方法与恒转矩区的最大转矩电流控制、恒功率区的弱磁控制相结合,实现了轨道交通永磁同步牵引系统全速度范围内的调速。在充分利用开关频率的同时,提高了直流电压的利用率,可以保证三相电流和线电压波形的对称性,减少谐波含量,降低尖峰电流;同时对基波电压进行线性化处理后,各个模式之间的切换及负载突变时,系统稳定、抖动小。通过仿真及地面试验,验证了本文提出方案的有效性。     

辅助磁障永磁同步电动机的电磁分析与参数优化

辅助磁障永磁同步电动机既具有永磁同步电动机高功率密度、高效率、高功率因数等优势,又兼具同步磁阻电机的宽调速范围、无高温退磁等优点,在调速驱动领域具有广阔的应用前景。在优化辅助磁障永磁同步电动机磁障形状、周边磁桥形状、磁障层数和永磁体占比的基础上,将其与“一”字型和“V”字型内置式永磁同步电动机进行对比分析,借助二维有限元仿真软件对三种结构的负载转矩、转矩脉动、损耗及效率等运行性能进行全面对比。以减小齿槽转矩有效值、减小空载反电势谐波含量和提高负载转矩有效值为目标对辅助磁障永磁同步电动机进行转子结构优化,对辅助磁障永磁同步电机的推广应用具有一定的参考价值。     

永磁同步电机改进弱磁策略

常规矢量控制方式下永磁同步电机调速系统不会对电机气隙主磁场作弱磁调理,限制了永磁同步电机调速能力。采用电压反馈弱磁能够提升PMSM的调速能力,但是传统弱磁控制策略在深度弱磁区域给定的电流较大,容易导致实际电流无法跟踪给定电流,电流与输出转矩波动大,甚至存在调速系统失控的风险。改进后采取在深度弱磁区域中加入q轴电流误差积分的弱磁控制环节。仿真和实验验证了改进后的弱磁控制策略能够有效地抑制电流和转矩的波动问题。为了进一步改善电机速度响应性能,速度环采用模糊PI控制器,减小速度响应时的超调量和调节时间。     

基于调制系数最优法的TLDMC-PMSM新型直接转矩控制

针对矩阵变换器永磁同步电机系统(MC-PMSM)直接转矩控制方法出现的转矩磁链脉动大、幅值失调、系统鲁棒性弱等问题,提出了一种基于调制系数最优法的三电平直接矩阵变换器永磁同步电机(TLDMC-PMSM)新型直接转矩控制方法。首先描述了MC-PMSM直接转矩控制系统的原理;其次用三电平直接矩阵变换器替换两电平矩阵变换器,转速环通过复叠式螺旋滑模控制、转矩磁链环通过超螺旋滑模直接转矩控制替换传统的比例积分控制,并且引入调制系数最优法来抑制电机转矩波动逐渐增大,进而实现对永磁同步电机的精确控制;最后通过MATLAB/Simulink仿真软件和硬件实验验证所提方法的可行性与优越性。     

基于新型趋近律的永磁同步电机滑模速度控制

系统惯性和切换开关的时间滞后造成了滑模控制系统的抖振问题。为了解决该问题,提高永磁同步电机调速系统的动态品质,设计了新型趋近律。趋近律引入了系统状态变量绝对值的反正切函数,减小接近滑模面时的速度。用变边界层饱和函数代替常规的符号函数,使滑模面附近沿滑模面的运动更平滑。负载转矩是滑模速度控制器中的一个扰动项,采用以转矩和转速为观测对象的扩展滑模观测器对负载转矩进行观测,将观测值引进滑模速度控制器进行前馈补偿,进一步提高控制系统的抗扰性。仿真结果表明,改进后的趋近律在减小滑模面趋近时间的同时,有效地削弱了系统的抖振。负载转矩观测器在负载阶跃变化时能够进行准确的跟踪。相较于传统的指数趋近律滑模控制,基于新型趋近律的滑模控制响应速度快、无超调、抗扰性强,能够实现永磁同步电机良好的调速动态品质。