基于电感参数补偿的五相感应电机容错控制

为抑制五相感应电机定子开路故障下的转矩脉动,本文提出一种基于不对称电机模型的电感参数补偿策略。从空间矢量解耦的角度,推导了定子绕组不同开路情形的坐标变换矩阵,建立了五相感应电机故障后的数学模型。通过修正故障后电机的电感参数和解耦矩阵的系数,实现了故障情况下五相感应电机的转子磁场定向控制,保证其在故障后平稳运行。以a相绕组开路故障为例,仿真和实验结果表明该策略能够有效地抑制转矩脉动,改善电机故障下运行的性能,此外这种分析方法可以推广到任意的多相电机。     

考虑开路运行模式时的五相永磁同步电机FOC

五相永磁同步电机在开路故障下,由于缺乏有效的空间解耦模型,常采用滞环电流控制。针对滞环电流控制难以应用于大功率场合的问题,提出了一种五相电机矢量控制,即正常模式、单相开路、两相开路(包括相邻和不相邻两相开路)模式下的转子磁场定向控制(FOC)。所提FOC基于维持基波定子磁动势和定子永磁体磁链圆形旋转的原则,给出了适用于各种运行模式下的Clarke和Park变换矩阵以及空间解耦模型。这些解耦模型具有相似的电压方程和转矩方程形式,因此矢量控制可以得到统一。在五相电机驱动系统上验证了所提出的空间解耦模型及FOC方法的有效性和可行性。     

五相永磁同步电机容错控制策略

针对多相电机驱动系统中常见的定子绕组开路故障,提出一种有效的容错电流控制策略。从矢量空间解耦的角度,推导出缺相故障状态下的坐标变换矩阵,建立了五相永磁同步电机(PMSM)在发生一相绕组开路故障时的解耦数学模型。根据同步旋转坐标系下的定子铜耗方程,通过对Z1-Z2子空间的电流设置不同的约束条件,得到相应的矢量控制方法。实验结果表明,该方法可以减小定子绕组开路故障引起的转矩脉动,使五相PMSM在故障状态下的运行性能得到明显改善,有效提高调速系统的可靠性能。     

多套三相永磁同步电机缺相容错电流统一计算方法

半对称与全对称是多套三相永磁同步电机常见的2种定子绕组结构。该文针对不同绕组结构的多套三相永磁同步电机不对称缺相故障,以输出转矩最大为优化目标,提出一种统一的缺相容错电流计算方法。该方法综合考虑电机相数的奇偶性及绕组结构的差异性,通过引入偶数次谐波矢量及广义零序矢量重构解耦矩阵,适用于任意多套三相永磁同步电机缺相容错电流计算。最后,通过一台9k W九相半对称永磁同步电机的缺相容错控制试验,验证计算结果的正确性。     

两相不对称交流感应电机矢量控制的仿真研究

运用MATLAB/SIMULINK工具建立了两相不对称交流感应电机矢量控制调速系统的仿真模型;介绍了两相不对称电机矢量控制的基本原理和两相三桥臂逆变器的SVPWM工作原理。对两相不对称电机矢量控制调速系统进行仿真研究,给出了电机矢量控制调速的仿真实验波形。     

两相不对称电机矢量控制和直接转矩控制的比较

矢量控制与直接转矩控制是当前主要的两种电机变频调速控制方法,已在两相交流感应电机中得到了应用。分析了两相不对称电机矢量控制和直接转矩控制原理以及两相三桥臂逆变器的SVPWM实现方法：运用Matlab的Simulink建立了两相不对称交流感应电机矢量控制和直接转矩控制调速系统的仿真模型并对两种控制系统进行了仿真研究,给出了仿真波形,进行了特性比较.     

五相集中整距绕组感应电机缺相容错控制

定子绕组开路是多相电机调速系统中的常见故障。建立了五相集中整距绕组感应电机绕组开路后的方程,计算了电机绕组开路后的稳态输出电磁转矩,分析了减小转矩脉动的条件,提出了五相电机缺相容错控制方法。此方法在无需额外增加硬件的前提下,可以保证电机继续平稳地运行。对于电机定子绕组多相同时开路,建立相应的变换矩阵、重新计算电感参数后,也可以采用提出的控制方法。对电机定子绕组一相开路进行的仿真和实验结果表明,该容错控制方法可以大大减小电机缺相运行时的转矩脉动。     

双绕组永磁容错电机矢量控制及其容错策略分析

介绍了双绕组永磁容错电机电流矢量控制系统的基本原理,在采用直轴电流id=0控制方法的基础上,提出开路故障、短路故障及组合故障的容错控制策略。在Ansoft Maxwell 14和Simplorer 9.0环境下,建立了系统的联合仿真模型,并研究了在一相、两相、三相开路和单相短路故障下容错控制策略实施前后的电流、转矩和转速响应曲线。仿真结果表明,双绕组永磁容错电机的电流矢量控制具有较强的容错能力和良好的速度、转矩控制特性,当发生故障时,采用所提容错控制策略,能有效抑制转矩脉动,维持转速稳定。     

九相感应电机容错控制技术研究

以九相感应电机为研究对象,研究了定子一相绕组或多相绕组开路时系统的运行情况。为抑制电机在定子绕组开路时的转矩脉动,提出一种新的控制策略。该策略通过修正常规矢量控制系统中的变换矩阵和电感参数,构成了多种断相组合(最多断开七相)状况下都适用的控制系统。分别以一相和两相定子绕组断开为例,在MATLAB/Simulink中进行了仿真。结果表明,提出的控制策略能有效抑制因九相电机定子绕组开路而造成的转矩脉动,且具有通用性。     

单逆变器驱动六相PMSM两电机串联系统

本文以对称六相PMSM串联三相PMSM驱动系统为研究对象,按照一定的串联规则,实现了一台对称六相PMSM定子绕组和一台三相PMSM定子绕组的串联连接,推导了两电机串联系统的数学模型.两台电机由一台电压源型逆变器供电,可以实现对两台电机的独立的矢量控制.并以Matlab/simulink为工具,创建了两电机串联驱动系统矢量控制仿真模型,进行变速仿真研究,重点考虑了其中一台电机转速变化时,另外一台电机运行情况,进而验证了串联系统两电机解耦运行的可行性.     

基于模型预测电流控制的六相永磁同步电机缺相容错控制研究

针对六相永磁同步电机一相绕组开路时,α-β子空间电压矢量分布不规则,传统的矢量控制和空间矢量脉宽调制方法将无法实现的情况,提出一种基于模型预测电流控制(MPC)的容错控制策略。对不同模型预测电流控制策略进行了比较研究,包括单矢量MPC、双矢量MPC和三矢量MPC等3种控制策略。在Matlab/Simulink中搭建了六相永磁同步电机缺相后的数学模型,并以相同的采样频率实现3种控制策略对六相电机缺相后的容错控制。通过仿真验证了所搭建数学模型的正确性和提出的容错控制算法的有效性,比较了3种控制策略的优缺点,其中三矢量MPC较为复杂但控制性能最佳。     

双三相异步电机不对称运行的研究

采用空间矢量解耦的方法将定子缺相的双三相异步电机在静止坐标系d-q子空间中等效为一个不对称的两相电机,借助于进一步的等效转换,得到在旋转同步坐标系d-q子空间中的对称两相电机.再用转子磁场定向矢量控制的方法建立电机的数学模型,讨论为保持定子的圆形旋转磁势而采用定子电流矢量调制的方法,最后进行仿真验证.     

多相永磁同步电动机不对称运行的矢量控制

该文通过对双Y形6相永磁同步电动机(PMSM)出现一相或多相绕组开路故障时磁动势的分析，建立了多相PMSM在此种不对称情况下的数学模型，提出了不对称情况下多相PMSM在转子磁场定向控制时的矢量控制方法。该方法以故障前后定子侧产生恒定磁动势为原则，对定子侧电流进行补偿。数字仿真结果表明，这种控制方法可使多相PMSM在不对称运行工况下的运行性能得到明显的改善。     

新型绕组开路型永磁电机共模电压抑制技术研究

针对电动汽车用新型绕组开路型永磁电机调速系统中,由于共模电压而引起的零序电流和峰值电流等问题,提出一种基于矢量控制的新型绕组开路型永磁电机共模电压(common-mode voltage,CMV)抑制技术。将一台永磁同步电机定子绕组两端开路,再分别连接一个标准的两电平电压型逆变器,这样可以等效为三电平逆变器驱动;通过选择基本电压空间矢量来抑制由双逆变器结构产生的共模电压,从而消除定子电流中的零序电流分量;最后通过仿真和实验验证该方案的可行性;结果表明,借助于永磁电机的绕组开路结构,该新型绕组开路型电机调速系统可有效地抑制共模电压,不仅定子电流纹波含量小,转速稳定,而且具有良好的稳态运行性能。     

双绕组永磁容错电机矢量控制系统研究

针对双绕组三相永磁容错电机的结构,以在无故障和电机绕组开路及短路故障情况下获得相同的输出转矩为目标,提出双绕组三相永磁容错电机的矢量控制策略。电机的每相电流采用电流滞环控制技术。利用Matlab软件搭建了双绕组三相永磁容错电机矢量控制系统的仿真模型,设计调试了以TMS320LF28335 DSP为核心的硬件实验平台,仿真和实验结果证明了该矢量控制策略的正确性。     

六相串联三相PMSM缺相容错型低转矩脉动直接转矩控制

文中针对单相绕组开路故障下六相串联三相永磁同步电机(permanentmagnetsynchronousmotor,PMSM)串联系统,提出一种转矩、磁链精确控制的直接转矩控制策略。基于转矩、转矩角及定子磁链关系,采用变比例积分分离式PI分别在两个子空间计算一个控制周期内定子磁链增量;根据两台电机定子电压方程,计算出两个平面内电压矢量参考值;由零序平面电压方程计算得到零序平面电压;根据三个平面电压矢量计算健康相桥臂的占空比,实现两台电机的解耦控制,同时实现对两台电机转矩及磁链的精确控制。仿真与实验结果表明,所提占空比调制型直接转矩控制策略(duty cycle modulation direct torque control,DCM-DTC)能实现两台电机的解耦控制,系统故障切换前后可平稳运行,与传统直接转矩控制相比,转矩脉动与磁链幅值脉动大幅降低。     

采用空间矢量解耦的双三相异步电动机仿真研究

采用空间矢量解耦的方法建立了静止坐标系下双三相异步电动机的数学模型,给出其在Matlab/Simulink下的仿真结果,重点研究电机缺相不对称运行的稳态和暂态特性.通过仿真证明多相电机具有较高的可靠性,也表明该模型的有效性,为以后研究不同控制策略下电机的动态性能仿真奠定基础,并可以扩展到任意相交流电机的建模和仿真研究中.     

基于正负序矢量解耦控制的七相感应电机容错运行

现阶段多相电机已被各个领域广泛利用,在发生单相甚至若干相开路故障后,可以在不增加多余硬件的基础上确保多相电机维持平稳的运行。为了解决定子开路故障时空间谐波磁场耦合对电机转矩脉动的影响,本文提出了一种基于正负序矢量解耦控制的电机容错控制策略。以七相感应电机单相开路为例,引入对应的附加条件重新计算剩余各相电流。电流环采用双向比例积分控制算法,通过仿真在多相同步旋转坐标系下实现了对电流的无静差控制。最后通过实验对所提出的算法进行验证,表明该策略能保证故障前后基波磁动势不变,使电机在故障下获得较好稳态和动态性能。     

六相单绕组无轴承磁通切换电机转矩及悬浮力直接控制

六相单绕组无轴承磁通切换电机利用一套绕组实现电机转子悬浮旋转,但是采用传统的电流闭环控制策略存在滞后性.研究一种利用逆变器电压矢量直接控制转矩及悬浮力的方法.该方法在机电能量转换平面控制定子磁链,实现转矩和悬浮力直接控制.仿真模型验证了该控制策略的有效性.     

无轴承薄片电机的自诊断容错运行

针对多相集中式绕组无轴承薄片电机因绕组断路时,导致的电机无法正常运行的问题,设计了一种基于解耦控制器的自诊断容错控制系统。通过对该电机各相定子绕组的在线检测,采用坐标旋转变换的方法,实现了该电机任意一相绕组断路后的容错运行及当故障修复后自动恢复到正常状态运行。最后,在一台样机上进行某相绕组断路和导通两种状态相互切换的实验。实验结果表明,该控制系统有效地实现了该电机任意一相绕组断路的自诊断容错控制。