基于假设坐标系法的长定子直线同步电机无速度传感器算法

针对长定子直线同步电机的牵引控制提出了一种无速度传感器算法。该算法根据假设坐标系与实际动子坐标系之间的角度偏差来构造扰动观测器来观测假设坐标系中的反电动势值,并利用反电动势通过反三角函数获得角度偏差,通过修正这一偏差来获得动子位置和速度信息。整套算法在IOWorks环境中开发,并在基于VME总线的控制系统中进行实验。实验结果表明本算法能够很好地估算出动子的位置和速度信息。     

永磁同步直线电动机直接推力仿真

利用Matlab／Simulink仿真软件,建立永磁同步直线电动机的数学仿真模型,同时搭建了一套永磁同步直线电动机直接推力控制算法的仿真系统。仿真实验结果验证了该永磁同步直线电动机数学模型的正确性和直接推力控制算法的有效性。     

12相交-交变频同步电动机矢量控制策略

通过对采用气隙磁链定向控制的12相交-交变频同步电动机的深入分析,提出了12相交-交变频器和12相同步电动机气隙磁链定向控制的策略。在此基础上,得到了12相同步电动机在d q坐标系以及气隙磁链定向的M T坐标系的数学模型。通过对1台小功率的12相同步电动机进行仿真和实验研究,验证了该控制策略的可行性和正确性。     

永磁同步电动机单神经元直接模型参考自适应控制

研究了一种永磁同步电动机单神经元直接模型参考自适应矢量控制系统,控制器采用了新的误差函数,通过梯度下降法对单神经元参数进行在线调整使误差函数值趋于零,电机输出更好地跟踪参考模型输出,分析了系统的稳定性。控制器结构简单,算法易于数字化实现。仿真结果表明控制器能保证电机转速快速、准确地跟随给定速度曲线,并对负载扰动有较强的抑制能力。     

永磁同步电机变频调速系统的内模控制

永磁同步电机是典型的非线性多变量强耦合系统,在同步旋转坐标系下dq轴电流存在耦合,传统的PI控制器无法实现解耦,提出一种基于内模控制原理和空间矢量算法相结合的高性能永磁同步电机解耦控制方法,用内模控制策略控制理想电机模型,对定子电流交叉耦合电势动态解耦,提高系统的动态响应性能,同时在整个电流闭环过程中对参数摄动和外扰动具有良好的鲁棒性,这种方法不需要额外的电机参数和检测硬件,实验结果验证了方法有效可行。     

双三相永磁同步电机合成电压矢量直接转矩控制

针对传统多相电机的直接转矩控制算法在运行过程中存在转矩脉动和大量电流谐波的问题,提出了一种基于合成电压矢量的改进直接转矩控制算法。利用双三相永磁同步电机电压矢量丰富的特点,结合高阶滞环控制器的优点,在电机运行时减小转矩脉动。以电压矢量在谐波平面的电压分量等于零为约束条件,构造三组合成电压矢量。使用合成电压矢量替代传统电压矢量,达到降低电流谐波的效果。仿真结果表明,改进的直接转矩算法可以有效减小谐波电流和转矩脉动,具有良好的运行性能。     

一种永磁同步电机谐波抑制的工程化方法

提出了一种抑制永磁同步电机电流谐波的工程化方法。对相电流谐波进行坐标变换和低通滤波,提取出其中5次、7次谐波的直流分量,求解高次谐波稳态电压方程,再通过坐标反变换计算出电压谐波补偿量,最后注入PARK逆变换输出电压中作为SVPWM计算单元输入,可以抑制相电流中的5次、7次谐波。试验结果证明所提工程化方法是可行和有效的。     

基于T型逆变器的高速永磁同步电机无位置传感器控制系统

高速永磁同步电机绕组电感小、基波电流频率高,易产生严重的高频电流谐波。为抑制电流谐波,本文采用T型三电平逆变器供电,设计高速永磁同步电机无位置传感器控制器系统,通过仿真和实验对比两电平和三电平逆变器供电时的电流谐波,并考核滑模观测器无位置算法在高速运行时的稳定性。实验结果验证了本方案的可行性。     

基于Simulink的异步电机同步旋转系下的仿真

为了研究异步电机在各种条件下运行和控制方法的改善,根据异步电机的动态数学模型,在坐标变换的基础上,利用Matlab Simulink软件包的矩阵连接(Matrix Concatenation)模块真正实现了电机数学模型的各部分在Simulink中的矩阵运算,构建了异步电机在同步旋转坐标系下的实际值的模型,在模型中保留了定、转子的0轴分量。通过对模型进行的实例仿真所得结果与电机参数的比较可知,所得仿真结果与实际电机相吻合,证明了所建立的模型是有效的。     

同步旋转坐标系下的BLDCM滑模观测器算法设计

为了实现无位置传感器无刷直流电机(BLDCM)矢量控制系统中电机转子位置的准确估计,提出了一种基于同步旋转坐标系的滑模观测器算法。该方法直接在同步旋转坐标系中设计滑模观测器,以获取电机反电动势信息,再通过锁相环技术从估计的反电动势中提取电机转子的速度和位置角度信息。针对滑模观测器的高频抖振问题,采用饱和函数代替滑模观测器的符号函数。最后,通过仿真将所提算法与传统滑模观测器算法对比,并对所提算法进行实验验证。仿真与实验结果表明该算法能够准确跟踪转子的速度和位置,验证了所提算法的正确性与可行性。     

减小变频空调单转子压缩机低频转速波动的方法

针对变频空调系统中单转子压缩机永磁同步电机不易安装位置传感器这一问题,采用旋转坐标系下的电压误差对压缩机电机转子位置和转速进行估算,实现了永磁同步电机的矢量控制。同时,对单转子压缩机系统低速范围内的转速波动原因进行了分析,在估算电机转子位置的基础上,提出了一种自动估算当前负载状况的有效方法,根据当前估算的负载自动进行转矩电流前馈补偿,显著降低了压缩机低速时的转速波动,降低了压缩机的噪声及振动。仿真和实验结果验证了方法的有效性。     

New block diagrams using vector signals in the general frame of reference for AC motors with stator core losses

This paper presents new block diagrams for induction and synchronous motors with stator core losses such as eddy‐current and hysteresis losses. The proposed block diagrams succeed in realizing simple and clear configurations with physically meaningful vector signals, which are helpful for understanding motor electromagnetic mechanism and useful for designing controllers for them. Vector signals, which are defined in the general reference frame, are utilized as transfer signals between blocks. The proposed vector‐signal block diagram in the frame can be directly and easily reduced to the one in such a specific frame as a stationary or synchronous frame simply by adding certain constraints to it. Shown are three configurations for induction motor, two for synchronous motors including permanent magnet cylindrical motor, permanent magnet salient‐pole motor, and reluctance motor. © 2001 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 138(2): 59–70, 2002     

无轴承永磁同步电机的转子磁场定向控制研究

无轴承永磁同步电机由于功率密度大、转矩脉动低等优良特性受到了高度重视。文中针对一类表面贴装式无轴承永磁同步电机，详细推导出径向悬浮力表达式，建立了准确的数学模型。针对电磁转矩和径向悬浮力之间耦合的特点，采用了基于转子磁场定向的控制策略来实现这类无轴承永磁同步电机的非线性解耦控制。实验证明了该控制算法的有效性。该控制算法对插入式转子结构和内装式转子结构的无轴承永磁同步电机的控制系统设计具有一定的借鉴作用。     

基于实测定子电流的表贴式永磁同步电机转矩波动系数计算方法

利用实测定子电流计算转矩波动系数有助于监测永磁同步电机在实际工况下的转矩波动程度以及根据其变化进行故障预测。针对采用d-q轴数学模型、矢量控制的表贴式永磁同步电机,考虑永磁同步电机定子电流基波、谐波与转子磁场基波、谐波的相互作用对转矩波动的影响,推导出转矩解析计算模型。实测定子电流以及转子磁场进行傅里叶分析,确定主要谐波阶次以及转矩波动的主要阶次。依据对实验实例的分析,提出了利用实测定子电流计算永磁同步电机转矩及其波动系数的方法。结果表明能够用于实时监测永磁同步电机在实际工况下输出转矩波动系数。     

基于谐波注入算法的变频器驱动下PMSM损耗抑制方法

永磁同步电机(PMSM)在变频器驱动下运行时,受变频器所产生的含量较高的时间电流谐波影响,电机的损耗会大幅增加,这将严重影响到电机运行的安全性与稳定性,而通过对电机本体结构进行优化的传统方法所带来的损耗抑制效果有限,不足以解决问题。针对此,从电机的控制策略出发,提出了一种基于谐波注入算法的PMSM损耗抑制方法,通过对成分含量最高的5次、7次时间电流谐波进行抑制,来降低变频器驱动下电机的损耗。以场路耦合联合仿真模型为计算工具来验证算法的有效性,结果表明在加入谐波注入算法后电机的损耗降低了24.9%,所达到的效果较好,为电机的损耗抑制提供了一种参考。     

解耦多同步参考坐标系电网电压同步信号检测方法

在新能源发电并网中,并网变换器需根据电网运行状态实施相应的控制以保证其安全可靠运行。需要对电网电压的频率和相位实现快速准确的检测,同时还需要为变流器的并网运行提取出正负序分量。本文针对解耦双同步参考坐标系锁相环在谐波情况下频率检测结果和同步效果差的问题,提出了一种解耦多同步参考坐标系电网电压同步信号检测方法。该方法通过正负序dq轴系以及低次谐波的dq轴系分解,实现了多轴系dq分量的解耦,可以在电网电压不对称和含有谐波分量的情况下,快速提取出电网电压的频率和相位信息,同时还可得到正负序分量的dq轴变换结果。实验结果表明提出的方法在电网电压不对称、频率变化和含有多次谐波情况下均具有很好的同步效果。     

永磁同步电机的自适应云模型控制研究

针对PID或其改进的算法鲁棒性偏低问题,提出了永磁同步电机(PMSM)的自适应云模型控制算法研究。在分析了自适应云模型结构后设计了PMSM自适应云模型控制器。搭建了基于自适应云模型控制算法的PMSM试验平台,试验结果表明提出的PMSM的自适应云模型控制算法精度高、性能稳定。     

基于基波PWM激励和简化电流斜率测量的多相永磁同步电机转子位置估测技术

当前基于逆变器基波脉宽调制激励的双三相永磁同步电机(DTP-PMSM)无位置传感器的算法无需注入高频信号即可实现低速和零速控制。但是,该方法在非零电压矢量期间需要多次对电流进行采样,算法的实施比较复杂,对硬件要求较高,阻碍了这种方法在工业中的实际运用。为此,本文研究了一种改进算法。该方法直接利用DTP-PMSM本身的凸极效应,从静止坐标系下,以同步采样的方式提取相邻两个PWM周期内平均电流变化率,进而实现转子位置估测。此新方法实现了为位置估测进行的电流采样与为电流环控制进行的电流采样之间的同步,大幅降低了算法的实施难度。论文最后通过仿真验证了所提新方法在低速和零速运行条件下的有效性。     

基于自抗扰控制技术的多电机同步控制

对采用偏差耦合控制策略的永磁同步电机多电机同步控制进行仿真研究。引入自抗扰控制技术实现电机控制,各同步控制器的输出补偿负载转矩。考虑到电机实际运行中参数随温度发生变化,为进一步提高转速同步控制性能,采用模型参考自适应算法对电机参数进行在线辨识,结果用于在线修正自抗扰控制器结构参数。从理论上分析了扰动引起的误差收敛情况,仿真结果验证了整体方案的可行性,可以实现4台永磁同步电机的转速同步控制。     

同步电机谐波相量间的基本关系及其应用

本文首次建立了完整的同步电机转子ｄｑ０坐标系、网络ａｂｃ坐标系以及对称分量坐标系中谐波相量间的基本关系，应用这些基本关系，从数学上统一地解释了同步电机产生谐波的过程，在此基础上建立了同步电机在ａｂｃ坐标系及对称分量坐标系的谐波模型。