基于复矢量的异步电机电流环数字控制

定子电流环控制在异步电机矢量控制系统占有非常重要的地位,直接关系牵引系统的转矩控制快速性和系统稳定性。然而,在大功率牵引传动系统中,为了降低开关器件的损耗,往往牵引逆变器的开关频率只有几百赫兹,这使得电流环带宽受限;另一方面控制环路中存在较大的延时,加剧了交流感应电机dq轴电流的交叉耦合程度,进一步降低了电流环的性能,严重时甚至导致系统不稳定。为了克服这些问题,进一步提高牵引感应电机的动态性能,首先在复矢量概念基础上,建立精确的含有延时在内的逆变器供电的异步电机的离散数学模型,接着分析了延时对异步电机数字矢量控制的影响,得到了克服延时的控制思路。在此基础上,在离散域中利用零极点对消原理,得到基于复矢量的电流数字控制算法。实验结果表明,在电机低开关频率数字矢量控制系统中的电流环中引入基于复矢量的纯数字控制算法,有效提高了电机的动态性能。     

低开关频率下的同步电机非线性鲁棒控制

通过降低开关频率可提高中压变频器功率,但会造成定子电流励磁分量与转矩分量耦合。为解决此问题,在永磁同步电机(PMSM)直接反馈线性化控制基础上,充分考虑变频器在低开关频率下的延迟特性,结合不确定模型鲁棒问题的标准分析方法,设计了一种基于仿射非线性系统的鲁棒控制器。该控制器能在低开关频率下实现对定子电流励磁分量与转矩分量的动态解耦,仿真及实验验证了鲁棒控制器的有效性与可行性。     

最少拍电流控制在海口动车牵引系统中的应用

在动车牵引系统中,逆变器输入电压较高（1800 V）,为了降低功率模块开关损耗和减少散热,牵引逆变器的开关频率通常较低,只有几百赫兹,而动车牵引异步电机的调速范围较宽,输出频率可达200 Hz,转速较高时的载波比较低。在这种情况下,由于每个电周期内的电流调节次数减少,常规电流PI控制器性能变差,无法达到系统要求。为此,将异步电机电压、电流等方程进行复矢量处理,建立了包含延时影响的离散数学模型,在此基础上,设计无差拍电流控制器。通过Simulink仿真及在海口动车线装车进行试验,试验结果表明基于复矢量的最少拍电流控制器在动车牵引异步电机运行过程中具有较好的动态及稳态性能,转矩/励磁反馈电流均能较好地跟随转矩/励磁给定电流。并且在牵引/制动过程中,电压和电流变化平稳,无明显振荡。     

地铁牵引变流器-电机系统稳定性控制

牵引变流器-电机系统是地铁车辆传动的主要组成部分,供网电压波动、直流侧滤波电感与支撑电容参数受限选取以及牵引变流器控制策略所产生的负阻抗特性都会引起系统直流侧电压和电流的持续振荡,继而造成电机输出转矩脉动,降低系统稳定性。本文通过建立异步电机形等效电路以及转子磁场定向矢量控制近似线性化模型,推导出牵引变流器的输入导纳方程,进而阐释了车辆运行过程中滤波器-牵引变流器-电机系统的振荡机理,并在此基础上提出了一种通过在线修正电机定子电流转矩分量给定值以调整牵引变流器输入导纳的新型稳定性控制器,模型仿真和实验结果验证了所述理论的正确性和有效性。     

对称分量法用于异步电动机参数测试

在异步电机高性能驱动中,为了实现定子电流的励磁分量和转矩分量解耦,保证定子电流与转子磁链的准确定向,必须精确知道异步电机的电气参数.为了克服传统测量方法的缺点,基于异步电机在单相运行下的数学模型,推导出了一种电机参数测量的新方法.由于采用了对称分量法的原理,所以无须进行空载和短路实验.同其他方法比较,实验结果说明了所提出的方法有实用价值.     

异步电机变频调速的强磁定向控制

本文研究了异步电机暂态中强磁定向控制理论,提出了确定定子电流最佳励磁分量的方法。通过两个系统实验和计算表明:在定子电流限幅值相同的情况下,暂态中实时、适当地增大定子电流的励磁分量,对电机进行强磁定向控制,可以获得比以往的恒转子磁链定向控制更佳的暂态转矩特性和更快的速度响应,因而强磁定向控制是一种比恒磁定向控制更为优越的控制方式。     

基于偏差解耦矢量控制的地铁牵引试验台设计

提出了一种基于偏差解耦矢量控制的能量回馈型地铁牵引试验台的设计方案.该方案较好地解决了电机定子电压交直轴分量的耦合问题,进而实现定子电压转矩与励磁分量独立控制.系统上采用双逆变器-电机联合控制策略,实现牵引机车真实负载的模拟.仿真结果证明,基于偏差解耦矢量控制的能量回馈型地铁牵引试验平台具有较好的动态性能,能够很好地模拟地铁机车的运行过程.     

永磁同步电机两种磁场定向控制策略的比较

简要分析了永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)矢量控制和直接转矩控制的基本原理.矢量控制基于转子磁场定向,利用解耦思想将电机电流分解为转矩电流和励磁电流,并分别加以控制,从而获得高性能的控制效果.直接转矩控制基于定子磁场定向,以电机转矩为控制对象,通过实时观测电机转矩和定子磁链,利用滞环控制器和开关选择表控制逆变器功率器件的开关状态,输出合理的电压矢量,达到对转矩和定子磁链控制的目的.以TMS320LF2407A为控制芯片,并采用智能功率模块,搭建了实验平台,对这两种控制策略的初步实验测试结果表明,直接转矩控制的动态响应特性与矢量控制相差不大,但存在明显的电流和转矩波动.     

基于复矢量调节器的低开关频率同步电机控制

为提高中压大功率变频器出力,需要降低器件的开关频率,这会导致脉宽调制(pulse width modulation,PWM)响应滞后,影响定子电流磁化分量和转矩分量间的动态解耦效果。受低开关频率制约,常规的比例积分(proportionalintegral,PI)及前馈补偿PI调节器难以满足系统要求。为改善这一问题,在对电励磁同步电机进行复矢量信号建模的基础上,充分考虑信号采样的延迟和开关器件在低开关频率下的惯性特性,结合经典的控制理论分析方法,设计了一种新颖的基于复矢量的电流调节器。该调节器能在低开关频率下实现对定子电流磁化分量和转矩分量的有效解耦,动稳态性能良好。Matlab仿真及DSP实验验证了该调节器的有效性与可行性。     

神经元控制器在数字调速系统中的实现和应用

神经网络具有自学习、自适应能力 ,用于控制时可不依赖控制对象的数学模型。异步电机矢量控制技术是通过坐标变换 ,实现对定子电流的励磁分量与转矩分量的解耦控制。为实现对交流电机快速和精确控制 ,本文基于单神经元设计出用于异步电机矢量控制的自适应磁链和转速控制器 ,利用神经元的自学习功能在线调节连接权重 ,实现自适应控制。并将此设计应用于由数字信号处理器 (DSP)实现的交流电机矢量控制系统中 ,实验表明此方法设计的控制器结构简单 ,易于数字化实现 ,控制系统动态性能良好。     

低压空气断路器校验方法的改进

阐述了避免在进行大电流冲击试验时可能对低压断路器造成损害的有效方法.     

基于滑模变结构的永磁同步电机调速系统设计

为解决传统PI调节器存在的抗干扰能力弱,鲁棒性差等问题,采用滑模变结构控制方法设计了永磁同步电动机双闭环调速系统中的转速控制器和电流控制器,并对滑模面的形式和其中所涉及参数的取值进行了讨论。最后,通过三组仿真实验,对分别包括PI控制器和滑模变结构控制器的调速系统的性能进行了对比,仿真结果表明,基于滑模变结构理论设计的调速系统具有良好的动静态特性和抗干扰的能力。     

双极点-双零点控制器在Boost电路中的实现

分析了电流连续模式(CCM)下考虑寄生参数的Boost直流变换器的模型,右半平面零点的存在影响系统的稳定性,传统的比例积分微分(PID)控制器对Boost变换器右半平面零点补偿效果不佳,设计了基于数字信号处理器(DSP)的双极点-双零点控制器,对输出电压进行控制,在Simulink下搭建仿真模型进行仿真分析,并制作实验样机验证控制模型及补偿网络参数的合理性。结果表明,CCM下考虑寄生参数的Boost直流变换器采用所提控制器,具有良好的抗电源扰动与抗负载扰动性能,满足稳态误差、超调量、调节时间等设计指标。     

10 kV馈线涌流控制器的研制

为了满足10 kV配电系统用户分支线的实际情况和保护需求,研制了一种专用保护跳闸的涌流控制器,给出了10 kV馈线涌流控制器的硬件设计框图和软件流程。根据差动电流的全波傅氏算法和半波傅氏算法的计算结果及励磁涌流与内部故障电流的差异,提出了一种基于差动电流波形特征的励磁涌流识别新方法。理论分析和仿真试验结果表明,该方法能够快速区分励磁涌流和内部故障电流。同时,较好地克服了传统制动原理的缺点,并提高了差动保护的可靠性和安全性。电磁兼容实验也证明该控制器具有抗干扰等优点。     

自动励磁控制器移相触发电路的研究

在同步发电机的自动励磁调节装置中,移相触发模块用来触发整流桥中的晶闸管,使其控制角随着发电机端电压的变化而改变,从而达到自动调节励磁的目的,因此移相触发技术是自动励磁调节装置的一项关键技术.在简要介绍自动励磁控制器的主功能和辅功能构成的基础上,较详细地叙述了三相晶闸管数字移相触发电路的各个组成单元的原理、抗扰动技术和脉冲故障检测技术,以及移相触发模块的研究现状,并预测了自动励磁调节装置的发展趋势.     

Stability analysis of Static Synchronous Compensator with reactive current controller

This paper presents stability analysis of Static Synchronous Compensator (STATCOM) (with detailed model) with reactive current controller. The discrete time model of the system is derived. The stability region in the parameter space is obtained for different values of reactive current. The analysis is done for type II controller where the parameters are the proportional and integral gains. It is found that increase in integral gain results in period doubling bifurcation and increase in proportional gain results in border collision bifurcation. The stability analysis is compared with that for simplified STATCOM model neglecting harmonics. The condition for stability for simplified STATCOM model (neglecting harmonics) with losses being ignored, is derived.     

自然换流AC/AC变频控制器数字化实现方法

针对AC/AC变频电路存在的换流死区问题,提出了一种AC/AC变频控制器软、硬件设计方法.该方法中6路触发脉冲均由DSP生成,完成对系统的全数字化控制.通过DSP中两个定时器的合理使用,实现了AC/AC变频器的自然换流,减小了换流死区对输出波形的影响.实验结果表明,所设计的AC/AC变频数字控制系统具有较高的控制精度和...     

不平衡电压下的MMC控制策略研究

模块化多电平变流器MMC(modular multilevel converter)在高压直流输电领域有着众多优势,在未来传输新能源电能有着重要作用。在不平衡电压下,基于交流有功功率的分析,设计了基于正、负序控制的电流控制器,消除有功功率二倍基频波动。同时,MMC桥臂环流包含正、负、零三序分量,传统环流控制器(CCSC)仅考虑了负序分量,因而并不适用不平衡电压。在瞬时功率理论分析的基础上,提出并设计了一种基于直接控制环流正、负、零三序分量的环流控制器。通过Matlab/Simulink仿真平台,与传统二倍频负序旋转坐标变换的环流控制器对比,验证了所提出控制器的有效性。     

基于网侧电流修正的新型LCL逆变控制器实现

相较于单L滤波器,LCL滤波器被广泛应用于三相大功率并网发电系统。LCL滤波器可在有效滤除高次谐波的同时减小滤波器的体积、降低滤波器的功率损耗。但使用LCL滤波器的并网发电系统的控制策略更复杂。在传统单电感控制策略的基础上,为解决LCL控制器的谐振问题,提出一种引入网侧电流修正量的新型控制器并进行分析。最后通过理论仿真和实验验证了控制策略的可行性。     

电池高速验电及其参数显示

以可编程控制器和触摸屏技术的结合为基础,对实现电池生产过程中高速验电,并将验电相关测试参数贮存显示进行了探讨。