多相电机驱动控制系统的设计与实现

多相电机由于低压大功率、高可靠性和高转矩密度等优点,为电气交通领域提供了一种新的动力解决方案。为此以九相异步电机为例,以DSP主控芯片和IGBT驱动模块为核心,设计了一套多相电机驱动控制系统。基于谐波电流闭环的转子磁场定向矢量控制方法,对多相电机驱动控制系统进行了性能测试。实验结果表明,该驱动控制系统能够准确控制多相电机的电流和转速,充分发挥多相电机的高转矩密度优势,驱动控制系统的设计合理且有效。     

感应电机电磁转矩性能分析与研究

本文对三相感应电机在不同磁场定向下及六相感应电机在梯形波相电流驱动下的电磁转矩进行了比较分析.比较了两种电机在突加负载情况下的电磁转矩响应曲线.仿真和实验结果验证了六相感应电机比三相感应电机电磁转矩脉动频率高,幅值小,稳定性强以及同等电流下产生电磁转矩高的特点.     

交流电力测功机励磁控制系统研究

交流电力测功机是发动机测功系统的重要设备,励磁控制系统是测功系统负载调节的主要控制装置。本文在带纯电阻负载测功运行时测功电机电磁转矩分析的基础上,确定了测功电机励磁控制系统结构和参数,设计了励磁控制系统硬件和软件,并进行了相应的实验。结果表明,本文设计的测功电机励磁控制系统稳态误差小,控制精度高、抗干扰能力强,动态响应性能好,能很好的实现功能系统励磁电流的精确控制。     

混合式步进电机空间矢量PWM逆变器死区补偿策略

针对步进电机传统开环控制运行效果欠佳的问题,结合矢量控制算法对两相混合式步进电机进行控制,通过逆变器产生正弦波电流对电机进行驱动。由于步进电机气隙磁场畸变和PWM逆变器的死区效应,使步进电机的运行电流掺杂大量谐波,低速工作时尤为严重。为了改善电机低速运行性能、抑制谐波干扰,结合混合式步进电机矢量控制的电流环进行优化,通过自适应线性神经网络（ADALINE）算法将谐波进行提取与抑制,然后进行电流方向判断,对逆变器的输出进行补偿。实验证明,所提出的补偿策略能够有效抑制两相PWM逆变器的电流谐波,改善波形、降低电机低速运行的转矩脉动。     

基于空间矢量的同步磁阻电机直接转矩控制

针对传统直接转矩控制由于采用滞环比较器对磁链和转矩进行直接控制,导致磁链、转矩脉动较大和开关频率不固定等问题,对同步磁阻电机直接转矩控制进行了研究,开展了直接转矩控制的基本原理分析,根据同步磁阻电机的数学模型,提出了一种定子磁场定向下磁链和转矩双闭环PI控制结构的直接转矩控制方案,采用空间矢量调制策略,克服了传统直接转矩控制的缺点。利用Matlab/Simulink搭建了两种直接转矩控制方案的仿真模型,并利用基于d SPACE的实验平台对该方案的低速性能进行实验研究,研究结果表明:相较于传统的直接转矩控制,该方案能明显减小电机的转矩脉动并且能保持开关频率恒定,能使电机在低速范围内具有良好的动态性能,并且使得电机在低速范围内稳定运行,证明了该方案的可行性和有效性。     

变速恒频风力发电用交流励磁双馈发电机的研究

描述了变速恒频风力发电用交流励磁双馈发电机的结构特点和运行原理,并通过对该电机基本方程式、等效电路及时空矢量图的分析,导出了电机运行参数(如定、转子电流、有功、无功功率及电磁转矩)的数学表达式,证明了(?)运行性能可表示为转差率、转子励磁电压及与定子电压的相位差角三个变量的函数,为它的应用提供了理论依据。     

交流感应电机的励磁电流跟踪方法

针对广泛应用于风力发电机变桨伺服中的交流感应电机,由于风机中变桨伺服电机受风力负载随机性的影响。风负载大小的变化会导致变桨交流感应电机的励磁电流无法满足系统的工作需求,不能使系统在期望的状态下正常运行。在转子磁场的定向矢量控制基础上,提出一种根据转矩电流估计外界负载,励磁电流以此跟踪负载变化,使电机的励磁电流可以满足实际工况需求,使电机在最佳状态下运行。实验结果验证了该方法的有效性和实用性,同时提高了系统的稳定性。     

矩阵变换器-异步电机矢量控制系统仿真研究

研究了将矩阵变换器的空间矢量脉宽调制与异步电机转子磁场定向矢量控制相结合的组合控制策略,并采用MATLAB对矩阵变换器的输入电压波形、输入电流波形、电机空载启动转矩波形、电机空载启动转速波形以及在电机突加负载时的转矩波形等进行仿真。仿真结果表明了采用组合控制策略的矩阵变换器-异步电机矢量控制系统具备良好的调速性能,并且较交-直-交电压型PWM变频调速系统而言具有更多的优势。     

DTC和SFOC相结合的交流调速方法的研究

本文提出了一种将直接转矩控制（DTG）与定子磁场定向控制（SFOC）相结合的电压调节方式,一方面采用定子磁场定向控制,将交流量转化成直流流量以便于调节,另一方面又采用直接转矩控制技术调节转矩和磁通的偏差以加快响应,同时使用电压调节法避免了电流的解耦,而转矩和磁通的连续调节方式则克服了传统的直接转矩控制带来的转矩脉动。并通过仿真证明了该调速系统的性能。     

基于内模电流控制的交流感应电机矢量控制系统

从同步速d—q坐标系下异步感应电机动态模型和异步电机矢量解耦控制的基本原理出发,引入了内模控制方法,设计了基于转子磁链定向和内模控制的定子电流调节器。考虑到实际系统中异步感应电机磁场会随着电机负载（转矩）变化而呈不同程度的饱和而导致电机参数的非线性,分析了电流内模控制器对这种非线性参数的鲁棒性。在此基础上建立了整个异步感应电机矢量控制仿真系统,并分别对忽略磁路饱和和考虑磁路饱和两种情况下的系统进行了仿真和分析。仿真和分析结果表明,电流内模控制调节器在模型匹配和失配下均能提供良好的转矩动、静态解耦效果。     

基于矢量控制的异步电机转速和转矩调节技术

针对异步电动机系统的非线性,以及电流和转矩不成正比例,使得转矩瞬时调节困难的问题,提出了一种基于坐标变换磁场定向矢量控制理论,将异步电机定子电流解耦成励磁电流和转矩电流分别进行控制,使异步电机获得和直流电机一样的转矩、转速调节特性.建立了Simulink仿真模型,分析了异步电机在空载启动、稳定运行、变速和转矩加载情况下...     

控制棒驱动机构用同步磁阻电机低速运转平稳性研究

首先通过分析控制棒驱动机构中同步磁阻电机在低速运行时出现失稳的原因,得到了齿槽转矩脉动、换相换流转矩脉动和低速时电流非正弦引起的转矩脉动对转矩波动的影响规律.然后通过建立的低速运转仿真模型得到了电机在不同转速下的电流和输出转矩,并针对仿真结果,提出了从电机本体结构和控制方式对电机转矩脉动进行优化的方案.仿真结果表明:优化后电机低速运行平稳性得到明显改善,在低速运行时的电流畸变率减小了65%,转矩脉动最高减小了81%.     

感应电动机定子磁场定向直接转矩控制中定子电阻自适应估计方法

定子磁链定向的直接转矩控制技术逐渐被广泛应用于高性能异步电动机调速系统。而在低速运行阶段,由于定子电阻参数的变化,传统的磁场定向控制性能往往很差。基于此,利用波波夫超稳定理论提出了基于定子电流的参考模型自适应系统,通过定子电流反馈构成了对电动机参数进行闭环估计,不仅考虑了定子电阻与电动机转速变化参数,而且还考虑了电动机的转子电阻变化参数,进而加速了估计过程的收敛速度,提高了定子电阻及转速估计的精度。在此基础上,提出定子电阻整定的定子磁链估计方法,并建立一个定子磁场定向直接转矩控制的仿真系统。仿真结果进一步验证了其有效性。     

SIEMENS 6SE70系列变频调速系统应用

介绍 SIEMENS6 SE70系列变频调速系统控制方式和特点。变频器的控制用微处理器按磁场定向矢量控制进行 ,其中使用一个非常快速的电流控制器 ,通过磁场定向矢量控制可以精确地与所需的负载转矩匹配。这样就可以达到很高的传动动态性能。     

基于定子磁场定向的无轴承异步电动机控制策略

集旋转与悬浮于一体的无轴承异步电动机是一个非常复杂的非线性系统,电磁转矩与径向悬浮力之间的非线性解耦是实现电动机稳定悬浮运行的基础.提出基于转矩绕组定子磁场定向控制策略,设计自适应磁通观测器观测定子磁通,径向悬浮控制所需的转矩绕组气隙磁通由观测的定子磁通和定子电流适时辨识.应用Matlab/Simulink对样机进行了仿真研究,计算机仿真表明,电磁转矩与径向悬浮力之间的完全解耦可以实现,验证了定子磁场定向控制策略的有效性.     

基于参数辨识的内置式永磁同步电机最大转矩电流比电流预测控制

为了实现对内置式永磁同步电机的高效准确控制,解决电机运行过程中参数变化对控制性能的影响,提出了一种基于在线参数辨识的内置式永磁同步电机最大转矩电流比电流预测控制方法。根据内置式永磁同步电机的转矩特性对最大转矩电流比的d-q电流最优关系进行化简以便于工程计算;并针对电机参数变化对最大转矩电流比工作点偏移的影响进行了分析。同时,对MTPA算法影响较大的关键参数q轴定子电感,转子永磁体磁链进行基于参考模型的自适应辨识,以确保实时的最优d,q轴电流分配。在得到准确辨识的参数和最优电流指令的基础上进行电流的鲁棒预测控制,使实际电流更快地跟踪指令,提高系统的动态性能。实验结果表明q轴定子电感,转子永磁体磁链在线辨识的误差分别小于3%,3.5%,收敛时间小于20 ms;电机能有效跟踪最大转矩电流比工作点,电流响应时间小于30 ms,能够满足内置式永磁同步电机系统稳定可靠、高效快速等运行要求。     

永磁同步电机运行性能研究

针对凸极永磁同步电机,对其数学模型和定子电流最小控制方法进行了介绍,推导了定子电流最小控制方法对应的电流相角条件、基本转速和最大转矩。利用电机数学模型和不同电流控制规律建立了永磁同步电机运行性能仿真模型,避免了传统双闭环模型中控制器参数对仿真结果的影响。在此基础上深入研究了电机永磁磁链、凸极率、电枢电阻三个参数对电机基本转速、输出转矩等运行性能的影响,据此指出了电机电磁设计时应遵循的一般规律。     

基于前馈补偿的效率优化异步电机直接转矩控制

针对异步电机在轻载和高速运行时效率低的问题,提出了一种异步电机直接转矩控制技术的效率优化算法。建立了基于定子磁场定向下旋转坐标系的电机损耗模型,分析了电机损耗与转矩、转速与定子磁链的关系,从而导出稳态时最优的定子磁链幅值,实现电机在不同工况下以最优效率运行。为解决最优磁链计算模块引入后电机控制系统动态响应慢的问题,将伺服电机控制中常用的前馈补偿与速度外环PI调节器相结合,来提高效率优化算法引入后系统的动态性能。     

定子混合叠压再制造电机转矩优化分析

永磁同步电机铁心再制造研究较少,性能提升困难,寻求切实可行的铁心性能再制造提升方案具有重要意义。利用旧电机硅钢材料与新型非晶合金材料制成再制造混合叠压定子,分析再制造前后电机性能变化,提出转矩叠加优化方法并对转矩进行优化分析。混合叠压再制造后,电机损耗大幅降低,效率有所提升,转矩有所减小;再制造电机转矩随着定子齿宽、绕组匝数以及电流的增大而增大;通过参数化扫描与正交分析方法,对再制造电机进行基于定子槽型尺寸与电流变化的转矩与损耗综合优化分析,确立再制造电机转矩优化方案为电机定子齿宽减小0.8 mm,槽高增大1.2 mm,额定电流减小1.7 A;电机台架试验测试表明,与原电机相比,优化后再制造电机转矩基本不变,效率有所提升,验证了优化方案与仿真结果的有效性。混合叠压定子的研究为电机再制造研究及铁心性能提升方法研究提供了新的思路。     

定子永磁型轴向磁通切换混合励磁电机优化分析

针对定子永磁型轴向磁通切换混合励磁电机(SPMAFSHESM)的复杂结构,为获得该类电机的最优性能,建立电机的三维有限元仿真模型,以感应电动势及齿槽转矩为性能指标,研究永磁体、转子、励磁支架等尺寸对电机性能的影响规律。分析结果表明,励磁支架厚度为4.5 mm,隔磁环厚度为6 mm时,电机的漏磁系数最小;保持永磁体宽度为6.5°,其用量不变时,随着弧长的变化,形状系数为0.9时,电机性能最优;保持弧长不变,永磁体高度变化时,形状系数为0.95时,感应电动势最大,齿槽转矩最小。试制样机,测试优化前后的感应电势及调磁特性,试验结果与优化结果相吻合。