双三相永磁同步电动机直接转矩控制仿真研究

针对双三相永磁同步电动机(PMSM)在采用传统的直接转矩控制时出现的定子谐波电流过大的问题,提出了一种基于三相解耦SVPWM技术的双三相PMSM直接转矩控制算法。通过重新合成12个基本电压矢量,不用改变开关表,在保证电机运行性能不受影响的情况下削弱定子电流的谐波分量,降低定子铜耗。该算法计算量小,易于实现,仿真结果证明了该算法的有效性。     

定子双馈电双凸极电动机转矩脉动分析与抑制

对定子双馈电双凸极(SDFDS)电动机(以下简称电动机)的转矩进行了理论分析,探讨磁阻转矩对转矩脉动的影响.在用傅里叶级数近似逼近SDFDS电动机感应电动势的基础上,采用谐波消去法得到消除转矩脉动的理想电流波形,并在一台三相12/8极SDFDS样机上进行了实验研究.实验结果表明:与方波电流相比,利用理想电流控制电机能有效抑制转矩脉动,验证了所提方法的正确性和可行性.     

基于三次谐波电流注入的六相感应电动机仿真分析

为了提高功率密度和转矩密度,需要在六相感应电动机中注入三次谐波电流,这势必导致控制系统的复杂化。为了分析定子绕组流过非正弦电流时,六相感应电动机的运行性能,必须了解谐波电流与谐波磁势的关系。运用了傅里叶分析和绕组函数的方法,推导了六相感应电动机的磁动势,同时给出了考虑三次谐波电流时的数学模型,通过比较在绕组中注入和不注入三次谐波电流的仿真波形,得到了六相感应电动机加入三次谐波电流能够提高转矩密度的结论,所建立的仿真驱动系统,具有较高的有效性和可行性,且便于快速修改控制结构和相关参数。     

基于神经网络的感应电动机直接转矩控制研究

概述了感应电动机在直接转矩控制(DTC)的控制规律。为提高感应电动机在DTC方式下的低速性能,在对感应电动机定子磁场定向控制进行了比较深入的分析后,提出了采用神经网络来处理DTC复杂计算的控制策略。仿真和实验结果表明,该方法能进一步改善感应电动机DTC的性能。     

感应电动机双闭环无源性跟踪控制

针对感应电动机存在参数时变性、非线性耦合变量和转子电流不易测量等问题,从能量角度分析了感应电动机定子电流-转子磁链动态方程,建立感应电动机的Euler-Lagrange(EL)模型.基于无源性控制方法,以定子电流为状态变量,提出不需要转子电流观测器的改进控制算法,以转矩内环和转速外环,设计了感应电动机的双闭环无源性控制器;以控制期望值注入感应电动机EL模型,反推模型得到系统的控制量.通过与直接转矩控制方法的仿真结果比较,无源性控制器可使感应电动机转子磁链、转矩和转速快速跟踪给定值,鲁棒性好,系统易于实现,而且无源性控制律是全局稳定的控制算法,从而验证了无源性控制策略可行性和有效性.     

T型三电平逆变器馈电双三相PMSM直接转矩控制

提出了一种T型三电平逆变器馈电双三相PMSM驱动系统直接转矩控制(DTC)策略。该系统既具有多相电机转矩脉动小、电流应力小和故障容错能力强的优点,也继承了T型三电平电机驱动谐波性能好、可靠性高的特点。该文所提出的基于双空间矢量调制(SVM)技术的直接转矩控制策略保留了DTC快速动态响应特性。与基于空间矢量解耦(VSD)的SVM技术相比,双SVM技术避免了复杂的矢量合成过程,并具有良好的谐波控制效果。所提出的控制策略还设计了谐波电流闭环控制器,能够有效抑制由绕组不对称、反电动势谐波、死区等非线性因素引起的低次谐波电流。通过实验验证了所提出的T型三电平逆变器馈电双三相PMSM驱动系统DTC策略的有效性。     

双三相感应电动机SVPWM系统的研究

电压源型逆变器供电的双三相感应电动机有64个电压空间矢量,选择d、q子空间12个最大矢量进行合成,得到12个中间矢量.利用这12个中间矢量,优化设计出一种新型双三相SVPWM系统,使z_1z_2,o_1o_2子空间的定子谐波电流小,从而有效控制定子损耗.在Simulink环境下建立该系统的仿真模型,仿真结果验证了控制策略的有效性.     

低转矩磁链脉动型电励磁同步电机直接转矩驱动系统的研究

电励磁同步电动机定子电感通常较小,转子阻尼绕组的存在使得电机暂态电感更小。若采用转矩及磁链滞环型直接转矩控制(基本DTC)策略电机电磁转矩及定子磁链脉动较大。针对电励磁同步电动机引入一种空间矢量调制型直接转矩控制(SVM-DTC)策略。它基于电励磁同步电动机中转矩角控制电磁转矩原理,利用空间电压矢量合成出最佳电压矢量实时补偿定子磁链矢量误差,以达到减小电动机在运行中电磁转矩及定子磁链脉动量之目的,同时又能基本维持开关频率恒定。仿真和实验结果证明,与基本DTC相比较,SVM-DTC电磁转矩和定子磁链脉动大幅度降低;电机起动电流峰值大大减小,稳态电流畸变较小;同时系统能够平稳地由恒转矩区过渡到弱磁区运行。     

神经网络在感应电机直接转矩控制上的应用

提出一种感应电机直接转矩控制（DTC）BP神经网络电阻识别方案，神经网络电阻识别器按照定子电流和定子电阻之间的关系训练网络。利用MATLAB／SIMULINK建立仿真模型，完成DTC调速系统仿真研究。仿真结果表明本文提出的方案可以改善DTC调速系统的动态性能。     

双三相PMSM优化谐波电流注入MTPPC控制

为提高双三相永磁同步电机(PMSM)驱动系统的输出转矩,设计了一种基于优化谐波电流注入的最大转矩峰值电流比(MTPPC)控制策略.在矢量空间解耦(VSD)模型中,通过引入两组正交的DQ1和DQ2参考系可简化控制器设计,在给定的峰值相电流下,通过在DQ2参考系中注入谐波电流可增加输出转矩,但注入的谐波电流也将产生小的直流转矩和谐波转矩.对此,推导了双三相PMSM的综合转矩模型,基于该模型分析了感应转矩分量,并引入到注入谐波电流的优化设计中.利用双三相PMSM驱动实验平台开展了实验测试,实验结果表明,测试电机的输出转矩可以增加10％以上,而转矩脉动可忽略不计.     

感应电机直接转矩控制系统

为了确定影响感应电机直接转矩控制系统稳态性能的主要因素,使用自己开发的仿真软件包进行了仿真实验分析,指出了定子电阻、磁链滞环容差和转矩滞环容差是影响感应电机直接转矩控制系统性能的三个主要因素.定子电阻主要对磁链轨迹影响较大,磁链滞环容差和转矩滞环容差主要影响定子电流谐波和电机转矩,并提出了一些补偿措施.这些结论为进一步改进系统性能提供了一些依据.     

基于十二中间矢量的六相SVPWM系统的设计与仿真

电压源型逆变器驱动的六相感应电机有64个电压空间矢量,选择由子空间上12个最大矢量进行合成,得到12个中间矢量。利用这12个中间矢量,优化设计出一种六相SVPWM系统。在Simulink环境下构造出该系统的仿真模型,仿真结果表明,系统的磁链、转矩脉动小,定子电流谐波小,具有良好的动态性能和稳态性能。     

Diagnosis of stator inter-turn short circuits in DTC induction motor drives

This paper addresses the subject of stator fault diagnosis in direct torque control (DTC) induction motor drives. The particularities of the behavior of a DTC drive, when in the presence of inter-turn short circuits, are exploited, thus allowing the proposal of two different approaches for the diagnosis of this type of fault. One of the proposed diagnostic techniques is the well known motor current spectrum analysis. It is demonstrated that in a DTC induction motor drive, with stator inter-turn short circuits, the action of the torque and flux controllers introduce a strong third harmonic in the motor supply currents, which can be used to detect this type of fault. The other diagnostic technique is based on the multiple reference frames theory, recently proposed by the authors for the diagnosis of stator faults in line-connected motors. Here, its use is exploited in the diagnosis of stator faults in DTC induction motor drives. Simulation and experimental results demonstrate the effectiveness of the two proposed techniques for the diagnosis of stator faults but emphasize the fact that the multiple reference frames technique is the preferred one when the residual asymmetries of the motor are not negligible.     

感应电机DTC自适应磁链闭环辨识

感应电机DTC采用电压模型对电机反电动势进行积分获取定子磁链辨识值,但纯积分器积分项的直流偏置会造成积分器饱和。为了克服这一问题,研究了一种自适应定子磁链闭环辨识器,在该辨识器中设计一种均值补偿算法消去积分累积误差。在Matlab/Simulink仿真环境下对这种辨识器进行仿真研究,并在由dsPIC30F6010A数字信号处理器构成的DTC控制平台上进行实验研究。仿真与实验结果表明,这种基于自适应定子磁链闭环辨识器DTC系统不仅有效地消除了积分器直流偏置累积误差,获得了高精度定子磁链辨识,而且DTC系统具有较好的定子磁链参数自适应能力。     

采用定子电阻辨识和无速度传感器的异步电机直接转矩控制模糊系统

为解决异步电动机直接转矩控制(direct torque control,DTC)中低速运行时定子电阻变化对系统性能影响较大的问题,提出了一种基于定子电阻辨识和无速度传感器的异步电机直接转矩控制模糊系统。其中定子电阻采用模糊神经网络进行辨识;电机转速采用基于转子磁链的模型参考自适应系统(model reference adaptive sys-tem,MRAS)法进行估计;同时采用三输入单输出的模糊控制器调节脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)信号占空比的异步电动机直接转矩控制的策略,三输入变量为转矩误差、磁链幅值误差和磁通角。此策略即在传统异步电动机直接转矩控制的基础上,用模糊控制器代替传统DTC中的滞环比较器和空间电压矢量状态选择器来细分控制规则,最后控制逆变器的开关,以减小低速时转矩和磁链脉动,提高系统转矩响应速度。仿真结果表明该系统可减小转矩和磁链脉动,提高系统的鲁棒性和自适应性,改善系统的动、静态品质。     

一种改进的离散空间矢量调制方法

针对异步电动机直接转矩控制(DTC)系统在低速时存在转矩脉动等缺点,提出了一种改进离散空间矢量调制的方法,仿真结果表明,该控制方法能有效地减小转矩脉动,改善定子磁链和电流的波形,改善电机的低速性能。     

感应电动机直接转矩控制低速性能的改善

针对感应电动机直接转矩控制低速时转矩脉动大的问题,提出了一种改进的转矩预测法,仿真结果表明,该方法能有效地减小转矩脉动、改善定子磁链和电流波形,提高了起动的快速性,并减少了开关次数。     

一种新颖的无传感器异步电动机直接转矩控制系统

磁链的准确估计是无传感器直接转矩控制系统的关键,本文提出了新型改进低通滤波器和PLL锁相环技术相结合的磁链估计新方法.该方法提高了定子磁链的估计精度,改善了无传感器异步电动机直接转矩控制系统的动静态性能.仿真结果和实验结果表明了基于新方法的无传感器直接转矩控制系统的良好动静态性能及其对定子电阻的鲁棒性.