QZSIMC感应电机驱动系统的最优升压控制

Quasi-Z源间接矩阵变换器是一种新型的电路拓扑。将Quasi-Z源间接矩阵变换器用于感应电机驱动系统,设计了按转子磁场定向的矢量控制系统,分析了感应电机的最优升压控制原理,得到了在保持电机磁通恒定的情况下,计算Quasi-Z源间接矩阵变换器直通占空比的方法。通过选择合适的直通占空比,可以提升Quasi-Z源间接矩阵变换器的输出电压,改善电机在输入电压较低情况下的动力性能,同时降低Quasi-Z源间接矩阵变换器的功率损耗,仿真和实验结果验证了该控制系统的有效性。     

矩阵变换器—永磁同步电机调速系统研究

针对矩阵变换器双电压合成控制策略和永磁同步电机磁场定向控制的特点,以网侧输入性能和电机调速性能为控制目标,给出了永磁同步电机的交一交直接控制.分析双电压合成控制策略的原理并构建了基于dSPACE为主控单元的矩阵变换器-永磁同步电机调速系统的实验系统.仿真及试验结果表明,采用双电压合成控制策略的矩阵变换器-永磁同步电机调速系统达到了良好的控制效果,实现了较好的网侧输入性能.     

双级矩阵变换器驱动IPMSM控制策略的研究北大核心

鉴于双级矩阵变换器和永磁同步电机结构紧凑性的优点,研究了基于双级矩阵变换器驱动内置式永磁同步电机(IPMSM)的调速系统。针对双级矩阵变换器线性电压传输比较低的不足,提出了双级矩阵变换器驱动IPMSM的自动弱磁控制方法,拓宽了系统的调速范围。为改善系统的调速性能,引入了不同转速段使用不同的PI参数和转速斜坡给定的控制方案,提高了系统的动静态性能。仿真和实验结果验证了该方案的可行性与有效性。     

具有低电压穿越能力的Quasi-Z源间接矩阵变换器电机驱动控制系统

Quasi-Z源间接矩阵变换器(QZS-IMC)具有高的电压增益、强的抗干扰能力,尤其是对电网电压跌落具有穿越能力。首先,分析QZS-IMC的运行原理,建立其数学模型;在此基础上,将其应用于电机驱动系统,提出一种具有低电压穿越能力的QZS-IMC感应电机驱动系统。所提出的电机驱动系统在输入电源电压跌落时可以自动调节升压比,以确保变换器输出电压恒定而不影响电机运行。所提出的电机驱动系统最大限度地利用了逆变级调制度,通过调节整流级调制指数和直通占空比进行电机调速,可降低QZS-IMC系统的损耗。对所提出的QZS-IMC电机驱动系统进行了仿真和实验测试,结果表明,所提出的新型调速系统具有优良的低电压穿越能力,而且实现了高效率运行。     

基于DSP的永磁同步电机变频调速系统设计研究

介绍了基于DSP嵌入式处理器的永磁同步电机变频调速系统。该系统采用矢量控制,选用TMS320F240及外围电路构成硬件系统、开关电源电路及功率变换器等,从而实现了永磁同步电机电压和频率的可调。     

基于双空间矢量调制的矩阵变换器-永磁同步电机矢量控制系统

结合永磁同步电机磁场定向控制的特点,将矩阵变换器用于永磁同步电机的调速系统,实现永磁电机的交交直接控制并且达到近似单位功率因数.首先阐述矩阵变换器双空间矢量调制的原理,输入侧采用电流空间矢量,输出侧采用电压空间矢量构建了矩阵变换器-永磁同步电机矢量控制系统;然后为了降低转矩脉动,加入电流补偿环节,文中给出了补偿环节的设计方法.原理样机试验结果表明,采用双空间矢量调制的矩阵变换器-永磁同步电机系统不仅达到了良好的控制效果与较好的网侧性能,而且电流补偿环节也是确实有效的.     

基于Quasi-Z源矩阵式变换器电压传输比的研究

为了克服传统矩阵式变换器电压传输比过低的问题,本文提出了基于Quasi-Z源网络的单相矩阵式变换器电路拓扑。采用Quasi-Z源电路拓扑的单相矩阵式变换器的优势在于:在升压的模式下,可以使变换器的电压传输比大于1;允许变换器桥臂瞬间短路或开路,从而提高系统可靠性;在不同输出频率下,通过改变占空比可以得到幅值可控的输出电压波形。本文首先对单相Quasi-Z源矩阵式变换器的工作原理和运行模式进行分析;给出了单相Quasi-Z源矩阵式变换器的状态方程数学模型,在此基础上,推导出了其电压传输比公式。最后通过PSIM电力电子仿真软件来搭建仿真模型,验证了理论的正确性和合理性。     

最优最小开关损耗SVPWM地板水暖变频调速系统

为了提高地板水暖系统的整体性能,除了考虑管道系统的设计和水泵本身机械特性,还要考虑水泵电机变频调速系统的效率.针对提高电机变频调速系统效率的问题,在分析电压源逆变器多解性的基础上,分析几种最小开关损耗电压空间矢量脉冲宽度调制策略,提出一种最优化的解决方案,并应用于永磁同步电机-变频调速地板水暖系统,给出相应的开关损耗计...     

电压暂降对变频调速永磁同步电机运行性能的影响研究

永磁同步电机(PMSM)作为可调速电机的一种,对电压暂降十分敏感,尤其当驱动过程对电机转速和转矩要求严格的时候。本文简要论述了变频调速永磁同步电机的基本原理,分析了电压暂降对变频调速永磁同步电机的影响机理,并利用MATLAB/Simulink搭建了仿真模型进行验证;制定了实验研究方案,选取3种品牌变频器作为PMSM的驱动设备,考察不同变频器驱动下电机转速和定子电流的变化情况。结果表明,电压暂降会造成变频调速永磁同步电机短时间内失去同步速,并使得定子电流经历类似转速变化的过程;不同变频器驱动对电机运行性能的影响差异十分明显,电机转速下降最大值可达30%额定转速以上,对电机运行的稳定性带来极大挑战。     

电压暂降对变频调速永磁同步电机运行性能的影响研究

永磁同步电机(PMSM)作为可调速电机的一种,对电压暂降十分敏感,尤其当驱动过程对电机转速和转矩要求严格的时候。本文简要论述了变频调速永磁同步电机的基本原理,分析了电压暂降对变频调速永磁同步电机的影响机理,并利用MATILAB/Simulink搭建了仿真模型进行验证;制定了实验研究方案,选取3种品牌变频器作为PMSM的驱动设备,考察不同变频器驱动下电机转速和定子电流的变化情况。结果表明,电压暂降会造成变频调速永磁同步电机短时间内失去同步速,并使得定子电流经历类似转速变化的过程;不同变频器驱动对电机运行性能的影响差异十分明显,电机转速下降最大值可达30%额定转速以上,对电机运行的稳定性带来极大挑战。     

多端柔性直流输电系统直流电压模糊控制策略

直流电压斜率控制适用于潮流经常变化的多端柔性直流输电系统,但现有的直流电压斜率控制不能很好地兼顾不同运行工况对斜率参数的要求。文中提出一种基于模糊控制的直流电压变斜率控制策略。该控制策略应用模糊控制理论,把常规的直流电压斜率控制由原来难以整定参数的固定斜率控制变为控制参数根据运行工况变化的变斜率控制。在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建四端柔性直流输电系统模型,并与MATLAB互联仿真。仿真结果验证了文中设计的直流电压模糊控制策略能有效维持系统稳定运行和加快系统故障恢复。     

适用于电动汽车的PMSM宽转速最优PAM控制

脉宽调制电压型逆变器(PWM-VSI)主要用于变速永磁同步电机(PMSM)驱动中。然而,当PMSM端电压超出直流母线电压时将无法工作。这里提出一种优化的脉冲幅度调制(PAM)控制方法,利用Buck-Boost DC/DC变换器来调整逆变器直流母线电压。考虑到电动汽车上应用需求,该变换器还可实现功率的双向流动。在低速范围内,该系统能减小电压指令的总谐波失真,使电枢电流波形得到改善,转速范围得到扩展。为验证所提出的方法,最后给出了实验结果。     

新型三相-单相交流发电系统拓扑结构及其控制策略仿真研究

针对传统三相-单相交流变换器拓扑结构复杂且需要额外的滤波器等的不足,基于永磁同步电机开绕组的特点,提出了一种新型三相-单相交流发电系统拓扑结构。分析了通过对双变换器直流侧电容电压的控制实现单相交流输出的工作原理,并在此基础上提出了一种通过永磁同步电机的正序电流和零序电流分别实现变换器直流侧的电容电压和单相交流输出电压解耦控制的新型控制策略。该策略采用MATLAB构建系统仿真模型,在不同发电机转速和负载情况下对系统进行了仿真分析,验证了该新型三相-单相交流拓扑无需使用额外的滤波电路即可实现高质量的单相交流电压输出,其幅值、频率均可以灵活调节,且具有优异的动态特性。     

Pulsewidth Modulation of Neutral-Point-Clamped Indirect Matrix Converter

An indirect matrix converter is an alternative “all-semiconductor” energy processor proposed recently for converting an ac source with fixed magnitude and frequency to a variable voltage and frequency supply that can meet the requirements of a particular industry application. In principle, an indirect matrix converter is constructed by connecting a front-end bidirectional rectification stage to a conventional two-level inversion stage with no bulky capacitive or inductive energy storage connected to their intermediate dc link. Through the proper modulation and compensation of the resulting converter, sinusoidal input current and output voltage can be achieved with minimized rectification switching loss, rendering the indirect matrix converter as a competitive choice for interfacing the utility grid to, e.g., defense facilities that require a different frequency supply. As an improvement, an indirect matrix converter assembled using a three-level energy processing stage has briefly been mentioned in the literature, but has neither been tested in simulation nor experimentally because its operational principles, pulsewidth-modulation (PWM) control, and index compensation have not yet been discussed in the existing literature. Addressing the previously described issues, this paper focuses on the operational mode analysis of a three-level indirect matrix converter implemented using a neutral-point-clamped inversion stage and the design of a number of PWM and modulation ratio compensation schemes for controlling the converter with improved waveform quality. The performances and practicalities of the designed schemes are verified in simulation and experimentally using an implemented laboratory prototype with some representative results captured and presented in this paper.      

混合励磁同步发电机–矩阵变换器发电系统两级式电压闭环控制策略

研究了一种基于混合励磁同步发电机与矩阵变换器组合的宽转速范围的变速恒频发电系统。在理论推导该新型发电系统数学模型的基础上,提出了一种将发电机端电压闭环控制与矩阵变换器输出电压的瞬时值闭环控制相结合的两级式电压闭环控制策略,并通过推导闭环系统传递函数对系统稳定性进行了分析。最后,通过实验验证了该发电系统及其控制策略的有效性。     

Implementation of EKF based sensorless drive system using vector controlled PMSM fed by a matrix converter

A PMSM sensorless drive fed by a matrix converter has been designed to show that a drive system with high performance and efficiency can be constructed by combining the advantages of matrix converters, permanent magnet synchronous motors and sensorless control. Sensorless control of the motor is performed by using Extended Kalman Filter. The characteristics of matrix converter and performance of PMSM which are implemented by using a digital signal controller has been analyzed. Differences between the sensored and sensorless PMSM drive systems are also presented by considering the waveforms of the drive system. Promising results illustrated that EKF based sensorless control of matrix converter fed PMSM drive system with a good performance is achievable at medium and high speed operations.     

一种矩阵变换器及其应用仿真研究

介绍了一种矩阵变换器在两相电动机变频调速中的应用原理,给出了矩阵变换器主电路拓扑结构图与变频控制系统的模型图。通过仿真结果表明,这种交一交变换器具有输出频率连续可调,输出电压波形存在畸变,但在一定范围内连续可调,输入输出电流较接近正弦波等优点,有相当的实用意义。     

基于微分平坦理论的双有源桥式变换器的单移相控制

针对双有源桥式(Dual Active Bridge,DAB)变换器系统受到扰动时动态响应速度慢,基于微分平坦理论,结合单移相控制,提出了一种平坦控制策略。设计DAB变换器平坦控制系统,包括前馈控制和非线性误差反馈控制两部分:前馈控制利用期望输出来规划状态变量轨迹;非线性误差反馈对平坦输出进行校正,消除误差。证明了平坦控制的稳定性,最后在仿真平台上分别对DAB变换器平坦控制和PI控制进行仿真,结果表明:在DAB变换器输出电压给定值改变、输入电压波动以及负载突变时,平坦控制策略下DAB系统可以更快达到输出稳定,系统具有更好的动态性能。     

Simplified quasi‐Z source indirect matrix converter

Conventional matrix converters have a limited voltage gain less than 0.866 and also require many power switches and additional input filter that ensures a low input current harmonics to the grid. Quasi‐Z source (qZS) indirect matrix converter can provide high voltage gain and ensure a sinusoidal input current without additional input filter, which requires 12 power switches in rectifier stage. In this paper, a simplified qZS indirect matrix converter is proposed to overcome aforementioned limitations and achieve (1) higher voltage gain than 0.866, (2) less power switches, and (3) LC‐filter function integrated in qZS network to avoid additional filter. The new converter's operating principle and equivalent circuits are analyzed, and the modulation method is presented. The input current closed‐loop control is employed to implement sinusoidal input current waveform even though the proposed converter has less power switches and without extra input filter. A test bench is used to verify the simplified qZS indirect matrix converter and control methods. Simulation and experimental results identically validate the proposed converter system with wide voltage gain range and low input current harmonics. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.