新型电压矢量控制算法极低速性能研究

针对异步电机开环V/F控制系统低速性能差和轻载不稳定的问题,根据异步电机状态方程推导出一种新型电压矢量控制策略。该策略采用一种新颖的电压提升方法对电机定子电阻压降进行补偿,使电机磁链幅值保持恒定,并基于系统不稳定状态的深入分析,提出了一种提高系统稳定性的方法。在极低速情况下,通过对电机转矩进行提升以及对滑差进行补偿,使系统的低速性能和转速精度得到明显改善。与无速度传感器矢量控制算法不同的是,该文提出的方法是根据定子电压矢量定向对电流进行解耦,其不需要复杂的磁链观测运算,容易实现。实验结果表明,采用此方法在0.1Hz满载情况下,电机能平稳运行。该系统的低速性能和转速精度得到了明显提升,并且系统的空载振荡得到了抑制,在整个工作范围内都能平稳运行。     

基于非正弦供电多相感应电机低速下V/f控制研究

针对多相感应电机低速下转矩脉动大、带载能力差的问题,分析了多相集中整距绕组感应电机采取非正弦供电策略时,死区效应、定子电阻压降以及漏抗压降对电机性能的影响,提出了非正弦供电下基于定子电压定向的多相感应电机低速补偿V/f控制策略.在传统的V/f控制基础上,对定子电阻和漏抗压降进行补偿以使电机磁链幅值保持恒定,同时对滑差和死区进行补偿,以改善系统的低速性能.实验结果证明,采用该方法,多相电机在低速下能获得良好的动态性能和带载起动能力.     

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。     

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。     

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。     

一种改进的异步电机弱磁控制方法

针对机床用异步电机要求低速时能输出较大转矩且在高速运行时响应速度快的特点,在转子磁场定向的矢量控制方法的基础上,提出一种考虑定子电压的电压闭环弱磁控制策略,实现了励磁电流和输出电压的动态调节,解决了传统方法下电机带负载能力和高速运行响应速度不可兼得的矛盾。试验结果验证了该方法的可行性和有效性。     

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.     

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.     

感应电动机无速度传感器矢量控制系统极低速性能研究

针对感应电机无速度传感器矢量控制系统在低速、尤其是极低速时运行不稳定的问题,该文提出一种新的全阶自适应观测器算法。该算法由全阶自适应观测器中改进的反馈矩阵算法和改进的转速自适应律算法组成。通过建立考虑逆变器非线性电压误差和定子电阻压降的观测器状态误差方程,分析逆变器非线性电压误差对估计转速的影响,提出一种可降低逆变器非线性电压误差和定子电阻压降对转速估计影响的反馈矩阵;同时对传统自适应律进行改进,即在传统自适应律的基础上添加与逆变器非线性电压误差和定子电阻压降等造成的磁链误差相当的补偿量,且该补偿量表达式具有一定的自适应性,使得在低速时转速估计具有满意的精度。通过在2.2kW感应电机实验平台对此方法进行有效性的验证,实验结果证明:所给出的算法能保证电机在低速、极低速和零速下带额定负载及1.8倍额定负载稳定运行,并且具有良好的动静态性能。     

无刷双馈电机定子电压定向的矢量控制策略

基于无刷双馈电机的功率绕组电压定向的统一矢量模型的研究,提出了一种矢量控制策略,该控制策略可以对电机转速和无功功率实现解耦控制,同时避免了定子磁链的计算。通过变速调频实验研究,证明了所提出的控制方法具有良好的控制性能。     

一种改善VVVF变频调速系统稳定性方法

针对异步电机运行在V/f控制方式下空载或者轻载时容易出现电流畸变振荡甚至系统不稳定现象,在功率控制原理基础上,提出了一种改善V/f控制交流传动系统稳定性的控制方法.通过深入分析系统不稳定时电机输入功率和电流之间的变换关系,在定子电压矢量定向坐标系中采用了一个频率补偿器的方法来动态调整频率,以达到抑制电流振荡的目的,保持系统的稳定性.该方法在通用的变频调速装置上仅仅由软件实现,不需要额外的硬件成本.仿真和试验结果表明,该控制方法能有效抑制电流和速度振荡,明显改善系统的稳定性.     

MRAS异步电机无速度传感器矢量控制低速性能的改善

异步电机驱动系统中,模型参考自适应(MRAS)无速度传感器矢量控制方法的应用,在低速范围受到定子电压误差的影响.尤其在电压型逆变器供电的情况下,定子电压给定值代替实际值,一定会产生幅值误差和直流偏置,直接影响低速运行的稳定性.为了提高异步电机无速度传感器矢量控制的低速性能,提出了一种定子电压幅值和直流偏置补偿办法.并且通过仿真实验验证了所提出方法的有效性.     

Lower speed range drive for sensorless vector controlled induction machines with stator voltage offset compensation method

The vector control method is widely used for induction machine drives. Recently, sensorless vector control for induction machines has been investigated and proposed. The speed range for the drives is limited to about 1:100 in industry. The main reason for this limitation is the inaccuracy of stator voltage measurement. The lower the rotor speed is, the lower the stator voltage. Therefore, it is difficult to detect the stator voltage accurately in the lower speed region, and difficult to control motor speed and motor torque precisely. This paper presents a method of improving the lower speed performance of sensorless vector controlled induction machine drives using offset compensation of stator voltage. The offset is compensated by using the fluctuation of the estimated rotor flux. The validity of the proposed method is verified by experimentation. © 2000 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 133(1): 79–86, 2000     

新型的内嵌式永磁同步电机弱磁转速控制

在基本转矩前馈控制系统的基础上,提出了一种新型的永磁同步电机的弱磁控制算法。由于电流调节器的饱和使得定子电流进入弱磁控制,因此在这种新的弱磁控制算法的基础上,设计出一种新的定子电流误差观测器用以辨识电流调节器的饱和情况。另外,在弱磁区利用转速观测器观测定子电流变化,利用差值控制器以达到使定子电流矢量由常规的弱磁控制轨迹转向最大输出的电压极限轨迹（VLMO）的目的。仿真结果表明：相应产生的VLMO控制模式能够优化弱磁控制策略,控制算法能有效实现弱磁控制下的转速调节。     

基于定子磁场定向的直接转矩控制新方法

文章根据定子磁场定向理论，介绍了一种直接转矩控制的新方法，通过动态计算电机定子端的电压矢量，实现了对异步电机的解耦控制，在低速下较传统直接转矩控制方法具有更优的控制性能，在高速下与传统直接转矩控制方法同样具有响应快、性能不受电机参数影响等优点，并与传统直接转矩控制方法的对比仿真研究，仿真结果验证了本文所叙方法是有效的。