基于转子磁场定向的异步电机矢量控制仿真研究

文章根据转子磁场定向控制理论,建立了三电平逆变器异步电机矢量控制系统。通过Matlab/Simulink仿真验证了本文的控制系统在动态响应过程中,电流稳定性好转速无波动,转矩响应快等优点。     

一种基于定子磁场定向矢量控制的异步电机磁链观测模型

对比了常用的几种异步电机定子磁链的观测方法,针对纯积分环节及一阶惯性环节模型的直流偏置和相移问题,以及低速下磁链电压模型观测结果受定子电阻变化影响较严重的问题,引入了电流模型对电压模型进行补偿,提出了一种基于截止频率及增益可变的串联低通滤波器的新型电压-电流磁通观测模型.仿真及实验结果表明,该模型在较宽的调速范围内具有较好的磁链估计效果及对定子电阻变化的鲁棒性.     

转子磁场定向矢量控制中异步电机铁损模型分析

异步电机的数学模型通常是忽略铁损的,也是可行的.然而实际上电机的铁损是真实存在的,特别是在效率的分析上,铁损不可忽略.在现有的两种考虑铁损的异步电机模型中,串联铁损模型在磁场定向中不可行,因此本文重点对采用并联铁损模型在磁场定向矢量控制中的应用作深入分析.根据此模型进行数值仿真,仿真与试验结果的比较证明,研究磁场定向时应采用考虑铁损的模型.     

异步电机精准磁场定向控制策略研究

针对传统的矢量控制方法存在参数易漂移、磁场定向不准的问题,提出了一种基于电机转子磁链位置角的磁场定向校正方法,实现异步电机精准磁场定向控制。具体实现方法为在原有的矢量控制模型下,加入前馈解耦,由解耦后的电机模型推算出转子磁链位置角用以补偿转子时间常数,使电机能够保证精准的磁场定向。仿真和实验结果表明：提出的基于转子磁链位置角的磁场定向校正算法能准确地辨识出转子时间常数,实现异步电机精准磁场定向控制,改善电机的控制性能。     

无轴承异步电机的转子磁场定向控制

由于无轴承异步电机是一个强耦合的复杂非线性系统，因此其所采用的基于转矩绕组气隙磁场定向的控制算法存在在着一些局限性，诸如控制运算量较大，固有的最大转矩限制以及难于实现自适应控制等。基于此，提出了一种基于转矩绕组转子磁场定向的控制算法，由于转子磁场定向控制的引入，调速性能得以保证，而且使用中更具灵活性（如便于实现自适应控制等），另一方面，径向悬浮控制所需的转矩绕组气隙磁链值可以在转子磁场定向控制的基础上通过系统辨识获取，这样转子稳定的悬浮也能同样得出保证，实验证明了文中提出的控制算法的有效性。     

转子磁场定向矢量控制中异步电机铁损模型分析

异步电机的数学模型通常是忽略铁损的，也是可行的。然而实际上电机的铁损是真实存在的，特别是在效率的分析上，铁损不可忽略。在现有的两种考虑铁损的异步电机模型中，串联铁损模型在磁场定向中不可行，因此本文重点对采用并联铁损模型在磁场定向矢量控制中的应用作深入分析。根据此模型进行数值仿真，仿真与试验结果的比较证明，研究磁场定向时应采用考虑铁损的模型。     

异步电机并联运行磁场定向控制

针对两台电机参数和负载不一致的情形,在原有单台电机磁场定向矢量控制模型的基础上,推导出适合一个逆变器控制两台电机的磁场定向控制模型.该方法考虑了电机参数的不同及电机定子电流的不一致,基于转子平均磁链进行定向,以两台电机的定子平均电流为控制目标,定子电流的d轴分量控制平均转子磁链,q轴分量控制平均电磁转矩.理论分析、仿真结果和实验结果表明了该控制方法的正确性和可行性.     

基于转子磁场定向矢量控制的感应电机改进磁链观测方法

传统的磁链观测方法通常采用低通滤波器取代电压模型的纯积分环节,由于其易于实现,较多应用于工程实践。但其忽略了直流偏置,并随之引入了相位偏差以及幅值上的误差。针对这一现象,提出改进磁链观测的方法,采用高通与低通滤波环节串联的方式,在此基础上推导出相对应的相位及幅值的偏差补偿策略,解决了直流偏置问题。最后通过仿真和试验对所述方法进行有效性和准确性的验证。     

基于转子磁场定向的无轴承异步电机逆系统解耦控制

无轴承异步电机是一个多变量、强耦合、非线性的系统,根据无轴承异步电机的运行机理,推导了旋转力和径向悬浮力方程,建立了基于转子磁场定向的电机的状态方程,根据状态方程分析系统的可逆性,应用α阶逆系统的方法实现了径向悬浮力与旋转力之间、径向悬浮力之间的动态解耦;并采用线性综合方法设计了系统的闭环控制器。仿真结果表明,系统具有良好的动、静态性能。     

转子磁链定向的异步电机矢量控制实验研究

实现实际转子磁链定向矢量控制系统的关键是磁链模型的计算精度和环路PI调节器的正确整定。实验研究表明，采用梯形积分的转子磁链离散化法和遇限削弱积分PI控制算法，能够有效地改善系统的高低频转矩响应。     

基于定子电流矢量定向的异步电机转子磁链估计器及其应用研究

异步电机矢量控制的关键问题在于精确地估计转子磁链。然而，传统的磁链估计器的精度会因定子或转子电阻的摄动而降低。文中提出了一种基于定子电流矢量定向的转子磁链估计器。该新型估计器不包含定转子电阻，可以避免电阻参数摄动对估计精度的影响。开环和闭环的仿真结果表明，该估计器具有相当高的精度，并且在定转子电阻大幅度摄动时，估计结果几乎不受影响，显示出比传统的磁链估计器更强的抗扰动能力。     

基于扩张状态观测器的感应电机转子磁链观测

感应电机调速控制中的一个关键问题是如何克服转子电阻不确定的影响，准确地观测转子磁链。该文采用扩张状态观测器的方法，提出了一种新的转子磁链观测器。对电机方程中的定子电流动态方程进行整理，把包含转子电阻的不确定项综合在一起，并扩张成一阶新的状态，与原方程组成增广一阶的系统。对于新的系统，应用扩张状态观测器观测出原系统的不确定部分，使系统确定化，最后得到准确的转子磁链观测值。高速和低速下的仿真结果都表明该文的方法对转子电阻的变化具有极强的鲁棒性，可以在转子电阻不确定时对转子磁链进行准确观测。     

改进U-I法异步电机转子磁链估计器

在磁场定向控制的异步电机驱动系统中，精确的磁链估计是提高系统性能的关键。然而，参数摄动和量测噪声会导致估计器性能的下降。为了减小估计误差，必须抑制这些不确定因素对估计器的影响。在基于跟踪-微分器的电流定向的坐标系中，提出了定子电阻辨识和稳态磁链估计的新方法，该方法本身完全独立于电阻和转速。利用其结果，提出了改进U—I法磁链估计器。该估计器在适应定子电阻和抑止噪声积累方面优于U—I法。仿真表明该估计器具有很高的精度和良好的抗扰性。     

基于改进的形态滤波器信号预处理的感应电机定子磁链信号获取方法的研究

该文提出了一种适合于滤除正、负脉冲干扰的基于形态滤波器的数字滤波方法。该方法具有附加相移小、成本低、可靠性高的特点，用以滤除交流电机无速度传感器矢量控制系统中相电流波形上的脉冲干扰，并且与其他种类的线性和非线性数字滤波方法如平均值滤波、中值滤波相比较，给出了对比实验波形。矢量控制系统中的定子磁链信号由对反电动势积分得到，针对应用纯积分器带来的直流漂移问题、初值问题和磁链失真问题，提出了一种新的带饱和特性反馈的积分方法，饱和阈值可以根据估算的速度实时调整。仿真和在以ADMCF28型DSP为核心的系统实验证实了该方法的有效性。     

小波－奇异值分解在异步电机转子故障特征提取中的应用

针对电流信号中异步电机的转子故障特征分量经常被电源频率分量淹没而无法准确检测的缺点,提出了一种基于小波-奇异值分解的转子故障特征提取方法。通过连续小波变换将电流信号中的各特征频率分量转换到时频分布空间中,对该时频空间进行奇异值分解将各特征频率分量分解到不同的正交特征子空间中,对特征子空间的选择重构可以有效地滤除电源频率分量而提取出转子故障特征分量。模拟数据和实际故障信号的应用表明,该方法提供了一种可实际应用的异步电机转子故障诊断方法。     

基于定子电流希尔伯特模式的笼型异步电动机转子断条在线检测方法

利用图形缩放技术，对笼型异步电动机转子正常及断条情况下的定子电流信号希尔伯特模式做了研究，并概括出内在规律。以此为基础，提出了一种基于定子电流希尔伯特模式的笼型异步电动机转子断条的线检测方法。数字仿真及实验结果表明该方法是切实可行的。     

基于瞬时功率信号频谱分析的鼠笼式异步电动机转子故障在线诊断方法

该文介绍了一种基于瞬时功率频谱分析的鼠笼式异步电动机转子故障监测与诊断方法。采集定子某两个端子之间的线电压和对应的线电流，由二者的乘积即可构成瞬时功率信号。理论分析表明，与常见的基于定子线电流频谱分析方法相比，使用瞬时功率信号能避免基波电流对故障特征成分的影响，更好地突出故障特征，分离复合故障。这些都有益于对故障程度的量化，和诊断规则的建立。通过对样机进行断条和偏心故障设置，多种故障情况下的实验结果也证实了上述结论。     

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。     

基于感应电机启动电磁转矩Hilbert-Huang变换的转子断条故障诊断

该文提出了一种感应电机转子故障诊断新方法。当感应电机转子出现断条故障时，转子绕组的不对称将会使电磁转矩谱中引入2sfs(s为转差率，fs为电网频率)谐波分量。利用砌bert-Huang变换中经验模态分解(EMD)方法对启动电磁转矩信号进行了分解，得到若干本征模态函数(IMF)。通过计算包含故障信息的IMF分量的瞬时频率，可以检测出转子断条故障。同时，根据包含故障信息的IMF的幅值可以进一步判断出转子断条根数。实验结果证明该方法是可行的。