直流母线电流采样电压空间矢量脉冲宽度调制

针对直流母线采样电机控制系统电压空间矢量脉冲宽度调制问题,分析传统空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)方法的电流采样机理,揭示其在直流母线采样系统中不可观测区域的存在机理,通过定义最小采样时间的概念精确划分出直流母线电流采样不可观测区域,进而通过插入测量矢量和补偿矢量提出直流母线采样电压空间矢量脉冲宽度调制(SSVPWM)方法及其电流重构策略.通过实验验证了所提方法的电流采样误差低于2％、相电流高次谐波含量低于3％、三相电流畸变率低于1.6％,为高性能矢量控制提供了精确的电流测量.     

T型三电平逆变器合成脉冲宽度调制相电流重构策略

针对传统T型三电平逆变器空间矢量脉冲宽度调制单电流传感器相电流重构技术存在不可观测区问题,该文分析T型三电平中点电流采样原理以及中点电流不可观测区的存在机理,提出中点电流单传感器采样合成脉冲宽度调制相电流重构策略,通过在不同区域对不满足最小采样时间要求的可观测电压矢量进行补偿,同时利用合成零矢量原理对补偿矢量进行抵消以满足伏秒平衡原理,消除了不可观测区。最后通过实验验证所提方法的电流重构误差低于2.5%,相电流总谐波畸变率低于3.21%,可为控制系统提供准确的重构相电流。     

单电阻采样的永磁同步电动机相电流重构策略

为了减少变频器的成本,提出一种利用单电阻采样三相逆变器母线电流来重构永磁电机相电流的策略。将电流重构盲区划分成3个区域:低调制不可观测区、中调制不可观测区和高调制不可观测区。在低调制不可观测和中调制不可观测区采用插入测量脉冲的方法,在高调制不可观测区采用电压矢量近似的方法。该方法能实现全范围的相电流重构,使调整后的空间矢量脉宽调制波形仍然具有对称性,并且能固定一个采样点;在永磁同步电机矢量控制系统中进行了实验验证。     

基于母线电流传感器的相电流重构方法

针对使用三相电压源型逆变器的直流母线电流传感器信息,重构电机相电流方法中存在非可测量区域的问题,在分析相电流重构基本原则和现有脉冲宽度调制(PWM)信号修整方法的基础上,提出了通过平移桥臂开关状态波形来修整PWM信号的方法,该方法不增加功率器件的开关损耗,且满足非零电压空间矢量最小作用时间的要求.应用空间电压矢量分析方法证明了修整后的PWM信号在一个开关周期内不改变参考电压的幅值及相位,从而保证了电机相电流具有低的谐波畸变率.以交流永磁电机驱动系统为例进行了实验研究,结果表明采用该方法在稳态和瞬态的情况下都能够精确重构电机相电流.     

基于改进相电流重构的电流采样校正方法

永磁同步电机的相电流采样中常包含直流偏置和幅值不等的误差,导致转矩和转速中出现波动。通常采用的相电流直接采样的方法无法对幅值和零漂误差进行辨识和消除。针对该问题,采用相电流重构与零漂在线估计相结合的方法来获得准确的三相电流。首先,改变电流传感器的安装位置,测得零电压矢量作用时段的电流续流值,实现三相电流的重构。重构之后,有一相电流中不含直流偏置,从而可以用于获得准确的电流过零点,进而完成电流传感器零漂的在线估计。所提的方法能够在不增加硬件成本的情况下消除电流采样中的误差。实验结果表明,该方法能够有效地提高电流采样精度,降低转速波动。     

一种变频器相电流采样重构技术

在变频器交流调速的闭环控制方案中,对电动机三相电流进行采样是一个核心环节。为了降低控制低成本、减少体积、高效率,本文根据相电流、直流母线电流及逆变器开关状态之间的关系,提出了一种基于单电阻采样直流母线电流的方式进行电机相电流的重构方案。该方案通过空间电压矢量移相的方法解决了三相电流重构的难点。仿真和试验结果表明了该方法的有效性和正确性。     

考虑非观测区补偿的永磁同步电机单电阻采样重构

为进一步实现永磁同步电机的低成本、小体积、高性能矢量控制,提出单电阻电流采样的三相电流重构技术。结合电机的驱动系统,研究单电阻电流采样的三相电流重构技术的原理,建立空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制不同电压矢量情况下母线电流与电机三相电流对应关系。定义非观测区所包括的区域,提出通过修改SVPWM的占空比对非观测区进行补偿,解决非观测区内无法重构相电流的问题。对比实验结果验证了所提单电阻电流采样技术的可靠性和有效性。     

用于开关磁阻电机驱动系统的新型单电阻电流采样技术

为进一步降低开关磁阻电动自行车设计成本,提出了单电阻电流采样的四相电流重构技术。对单电阻电流采样的四相电流重构技术的原理进行研究,建立了不同开关状态下四相电流与采样电流的关系。对换相而引起的非换相相电流波动问题进行分析,定义了无法重构相电流的区域为非观测区。提出使用单脉冲注入控制解决非观测区内无法重构相电流的方法,通过在非观测区注入单个脉冲信号,依据直流母线电压值重构得到相电流,并根据给定电流参考量,计算得到脉宽调制补偿信号的占空比,从而实现在非观测区的斩波控制。建立了Matlab/Simulink数字仿真模型,并进行仿真验证,最后进行了开关磁阻电机单电阻电流采样及控制算法的实验。结果表明,所提单电阻电流采样技术具备可行性和使用价值。     

基于过采样相电流重构相位误差抑制方法

传统永磁同步电机相电流重构技术在每个PWM周期内由于不同相电流采样的不同步性,会产生采样相位误差,进而对电机整体控制性能产生不利影响。在分析上述相位误差的基础上,基于传统直流母线采样方法提出了一种电流过采样策略。通过在每个PWM周期的对称采样点分别进行一次采样并取均值的方式得到该控制周期内的相电流信息,同时利用一阶保持器估计电流控制点处的电流以消除采样相位误差。实验结果证明所提出的方法能够提高相电流重构精度,具有较好的降低相电流重构技术采样相位误差效果。     

一种永磁同步压缩机三相电流重构方法

为提高永磁同步电机无传感器控制的性能,需要对电动机三相电流进行有效采样.针对电动机相电流检测的原理和采样时间的要求,采用一种基于单电阻采样方式的电动机相电流重构方法.同时,对空间电压矢量非观测区域原理进行分析,提出一种通过附加观测矢量和补偿矢量的方法来合成目标矢量的方法,对非观测区域的三相电流进行了有效的重构.基于IRMCF343芯片设计了一套无传感器永磁同步电机控制的平台.实验结果表明该方法在低成本的变频空调领域具有实用价值.     

变频器单电阻电流采样及相电流重构方法

电流的采样对电机矢量控制是非常重要的.在低成本应用场合,对母线电流进行单电阻电流采样重构相电流的方法具有竞争优势.在分析SVPWM控制的不同电压矢量情况下母线电流与电机三相电流对应关系的基础上,结合单电阻电流采样特点给出一种间接合成目标矢量的方法,实现了全区域的电流采样及重构.基于飞思卡尔DSP8013芯片结合矢量控制平台进行了实验,论证了该算法的正确性和可行性.     

永磁同步电机新型单电阻电流重构技术研究

针对永磁同步电机在单电阻电流采样时,低调制区域和扇区边界区域难以进行电流重构的问题,提出了一种新型单电阻电流重构技术。首先,对三相电流重构技术原理进行研究,定义无法重构的区域为非观测区,对非观测区电流重构盲区进行分析。其次,使用脉冲宽度调制移相法对非观测区的电流进行重构,发现仍有部分非观测区只可测得一相电流,从而无法完成电流重构。针对这一问题,设计电流观测器,通过单相电流来估算三相电流,且不需要电机与负载参数,实现简单。试验验证表明,所提新型单电阻电流重构技术具有可行性和实用价值。     

基于单电流传感器的永磁同步电机高速控制技术

本文提出了一种基于直流母线电流,逆变器开关控制信号和三相电流之间关系的单电流传感器的永磁同步电机三相电流重构技术。使用标准的空间矢量脉宽调制（SVPWM）进行相电流重构会产生一些死区,在这些死区内有效电压矢量的持续时间短于电流采集所需的最短时间,因此无法通过测量直流母线电流重构三相电流。为了解决这个问题,对现有的SVPWM控制策略进行了调整,可靠地重构了三相电流。对比实验结果验证了所提出的单电阻电流采样技术的可靠性和有效性。     

一种优化的单电阻电流采样矢量控制算法研究

在低成本的应用场合中,通过对直流母线电流进行采样,就可以有效地重构出逆变器输出侧的相电流。然而,有效矢量的持续时间有可能很短,以至于通过传统的SVPWM控制无法可靠地进行电流采样。在传统PWM移相的基础上,新加入了防饱和机制,可以实现对于相电流的高质量重构。在矢量控制平台上进行了实验,论证了该算法的正确性与可行性。     

基于单电阻电流采样的矢量控制算法研究

在电动机交流调速的闭环调速控制方案中,对电动机电流的采样是一个非常重要的环节。在低成本应用场合,为了降低控制成本,减小体积,根据母线电流和电机相电流的关系而形成的单电阻电流采样及相电流重构方法具有很大的竞争优势。分析了一种可以实现全区域单电阻电流采样及相电流重构的方法,在结合异步电动机矢量控制的基础上对此单电阻电流采样方法进行了仿真及实验研究,实验结果验证了该方法的正确性和可行性。     

基于相电流重构的永磁同步电动机直接转矩控制

对永磁同步电动机控制系统来说,只使用一个直流母线侧电流,传感器来估计三个相电流,可以最大限度地减少电流传感器的个数,从而降低成本,并减小电机的体积和重量。以往电流重构的过程中对开关过程过分依赖,若对某些电流采样失效的特殊区域处理不当将造成电压损失。提出了一种新的相电流重构方法,根据永磁同步电动机的动态方程以及不同开关状态时直流侧代表不同相电流的特性,将两者结合来重构相电流。该方法降低了对开关状态的依赖,提高了相电流重构精度。仿真实验证明,该方法重构出的相电流值具有高度准确性。     

一种SVPWM宽调制度的相电流重构策略研究

在交流调速系统中,对电机三相电流的采集是必不可少的,采用相电流重构技术可简化系统结构、降低成本和提高运行稳定性。提出了一种相电流重构方法,在低、中调制区域下采用一种PWM波移相方法,扩大了电流重构算法的使用范围,在高调制区域下采用电压矢量近似法,实现了SVPWM线性调制范围内的三相电流重构。仿真实验结果表明该方法应用在交流调速系统中进行相电流重构检测是可行的,电流检测精度满足系统控制的需要,有实用价值。     

线电压调制的PWM逆变器相电流重构策略

为了实现脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)逆变器驱动系统在相电流传感器故障情况下的容错运行,提出了一种基于线电压调制的相电流重构策略。首先根据线电压调制的原理得到电机三相占空比;然后,从占空比合理分布的角度对三相占空比进行调整;最后,依据伏秒原则,根据一个开关周期内总占空比不变的原则计算出补偿占空比。分析了母线电流成分并指出了缓冲电路与母线寄生参数对电流重构性能的影响,在此基础上提出的π型缓冲电路,能够在保证电路性能的前提下,最大限度地减少缓冲电路对相电流重构性能的影响。最后进行了实验研究,证明了所提出的相电流容错控制方法的正确性和可靠性。     

虚拟同步机电流传感器故障容错模型预测控制

虚拟同步机(virtual synchronous generator, VSG)交流电流传感器容错控制中存在不可测区域,影响VSG容错运行。为此,提出基于电流重构的故障容错模型预测控制(model predictive control, MPC)策略,消除不可测区域,实现全域内的电流重构。首先,该策略分析不同开关状态下直流电流测量值对应的相电流,设计交流电流传感器故障判据。其次,分析不可测区域成因并根据可测量相电流的数量不足和矢量持续时间过短将其分为两类。为消除因可测量相电流不足造成的不可测区域,设计可测量两相电流的虚拟矢量,通过直流电流重构三相电流。为消除因矢量持续时间过短造成的不可测区域,建立LCL型VSG输出电流预测模型,通过直流电流和单电压矢量的预测电流重构三相电流。最后,通过故障容错MPC策略从虚拟矢量和单电压矢量中选择最优矢量,实现全域内的电流重构和VSG的容错运行。实验验证了所提方法的有效性,说明该方法提高了VSG的可靠性和容错能力。     

异步电机DTC系统中的相电流检测研究

相电流检测是异步电机空间矢量调制-直接转矩控制(SVM-DTC)系统实现的关键。针对SVM-DTC系统提出了一种新的相电流检测方法,将电流传感器芯片AS712串接在逆变器下桥臂,利用每个控制周期电压矢量调制总是以三相下桥臂导通的零矢量开始的特点,在控制周期开始处零矢量作用时启动下桥臂电流采样,从而测得相电流。设计了相电流检测电路,给出了软件实现方案。实验结果表明所提相电流检测方法可行,设计的电流检测电路简单可靠、精度高,应用在异步电机SVM-DTC系统中具有优良的检测效果。