虚拟$gamma-delta$旋转坐标系下考虑定子电阻摄动的永磁同步电机新型定子磁链观测器

针对永磁同步电机定子磁链观测受定子电阻变化影响的问题,提出一种$\gamma-\delta$ 旋转坐标系下的永磁同步电机新型定子磁链观测器.采用虚拟$\gamma-\delta$旋转坐标系代替传统α-beta静止坐标系,通过Lyapunov稳定性判据进行定子电阻动态辨识,在此基础上构建一种新型定子磁链观测器.实验结果表明,新型定子磁链观测器对定子电阻参数摄动和负载干扰具有较强的鲁棒性,实现了定子磁链的在线准确观测.     

新颖的双馈风力发电机灭磁控制策略

电网电压突变会引起双馈发电机输出功率波动和电磁转矩振动。造成这些电磁振荡的根本原因是定子绕组中产生的定子磁链暂态直流分量。本文详细分析了定子磁链暂态分量并推导出定子磁链和转子电流之间的数学表达式,在此基础上提出了一种新颖的双馈风力发电机定子磁链定向矢量控制的灭磁控制方法。仿真结果表明,所提出的灭磁控制方法可以在电网电压跌落程度较轻的情况下有效减小双馈发电机定子磁链中暂态直流分量的影响,提高双馈风电控制系统的稳定性,有利于实现风电机组的低电压穿越。     

基于MRAS的感应电动机无速度传感器控制方法

针对传统的感应电动机转速辨识算法只对电动机转速进行辨识,而没有考虑定子电阻的变化对电动机转速辨识所带来影响的问题,提出了一种改进的基于MARS的感应电动机无速度传感器控制方法。该方法采用电压模型的输出作为转子磁链、定子电阻的期望值,电流模型的输出作为转子磁链、定子电阻的推算值,根据MARS理论,以电压模型作为参考模型、电流模型作为自适应可调模型,进行电动机转速、定子电阻的辨识。仿真结果表明,该方法能够同时辨识电动机转速和定子电阻,有效消除了定子电阻发生变化对电动机转速辨识带来的影响,提高了感应电动机控制系统的低速辨识性能。     

基于模糊逻辑的定子电阻辨识及仿真分析

针对感应电机定子电阻在电机运转过程中会发生非线性动态变化,进而影响矢量控制系统的动态性能和稳定性问题,为改善无速度传感器控制系统的调速性能,分析了基于MRAS的转子磁链和速度估算原理,提出了一种以转子磁链和定子电流矢量作为输入,以定子电阻的变化量作为输出,基于模糊逻辑的感应电机定子电阻在线辨识的方法;在仿真环境下对增加定子电阻辨识后的转速波形进行了对比,对定子电阻突变到原来值两倍时的辨识效果进行了仿真,实验结果表明这种方案结构简单,可靠性高,计算复杂度低,对定子电阻的变化具有明显的辨识能力,能显著改善控制系统的调速性能.     

轧机主传动中同步电动机控制方法的研究北大核心CSCD

在可逆式轧机主传动中,根据可逆式轧机主传动逆变侧的工艺特点,选择适用于中低速大功率的凸极励磁同步电动机驱动轧机。为实现高性能调速的目的,鉴于定子磁化电流矢量与定子磁链矢量不会因磁路不对称而产生不重合现象,励磁电流的计算相对简单,且定子磁链估算精度只受定子电阻变化的影响,故采用定子磁链矢量控制方法实现凸极同步电动机控制。根据凸极同步电动机在电流调节过程中变化很快的特点,近似认为在电流调节期间磁链幅值不变,经简化,得到凸极同步电动机在mt轴下的解耦模型,最后通过准确检测电机磁链幅值和相位,采用电压电流切换模型设计定子磁链观测器,并采用PID对逆变侧凸极同步电动机的速度及转矩进行控制,使主传动调速系统获得了高性能动态品质。     

轧机主传动中同步电动机控制方法的研究

在可逆式轧机主传动中,根据可逆式轧机主传动逆变侧的工艺特点,选择适用于中低速大功率的凸极励磁同步电动机驱动轧机。为实现高性能调速的目的,鉴于定子磁化电流矢量与定子磁链矢量不会因磁路不对称而产生不重合现象,励磁电流的计算相对简单,且定子磁链估算精度只受定子电阻变化的影响,故采用定子磁链矢量控制方法实现凸极同步电动机控制。根据凸极同步电动机在电流调节过程中变化很快的特点,近似认为在电流调节期间磁链幅值不变,经简化,得到凸极同步电动机在mt轴下的解耦模型,最后通过准确检测电机磁链幅值和相位,采用电压电流切换模型设计定子磁链观测器,并采用PID对逆变侧凸极同步电动机的速度及转矩进行控制,使主传动调速系统获得了高性能动态品质。     

间接矢量控制中的转子电阻辨识方法研究

针对感应电机的间接磁场定向控制系统中转子电阻在低速时大范围变化造成定子电流和电磁转矩脉动严重的问题,依据模型参考自适应理论和瞬时无功功率理论,提出一种基于无功功率参考模型的转子电阻在线辨识方法。辨识模型不依赖于感应电机的定子电阻,对定转子电感和转速的变化鲁棒性好,准确观测转子磁链角,使得定子电流和电磁转矩的脉动减小。将该辨识算法应用于电动轮自卸车调速系统实验平台的感应电机转子电阻辨识,仿真结果表明,较未辨识转子电阻时系统性能得到了较明显改善,转子电阻辨识能够快速收敛于实际值,响应速度快,且对定转子电感的动态变化不敏感,能有效降低转子磁链观测误差,抑制定子电流和转矩脉动,在低速时控制性能提升显著,验证了辨识算法的正确性及其工程实用价值。     

基于波波夫不等式的新型自适应定子磁链观测器设计

在异步电动机矢量控制系统中,定子磁链估算的准确性直接影响其控制的性能。在分析现有基于低通滤波器的磁链观测器存在问题的基础上,提出了用于电动机定子、转子电阻及转速估计的模型参考自适应方案,设计了一种基于波波夫不等式的新型自适应定子磁链观测器。该观测器可准确快速获得定子电阻及转速估计值,性能明显改善。仿真结果验证了其优越性。     

基于感应电机状态方程的定子电阻辨识方法的研究

基于感应电机两相同步旋转坐标系状态方程,提出了一种新的定子电阻辨识方案。在分别利用励磁电流微分方程和转矩电流微分方程推算转速的基础上,利用二者的等量关系实现了定子电阻在线辨识。该方案的优点是,定子电阻估算仅需要电机终端可测的定子电压、电流,无须借助转子或定子磁链。仿真实验将其应用于无速度闭环矢量调速系统,实时更新转速估算模块中的定子电阻,论证了该方案对电机参数变化鲁棒性强及对改善转速估算精度的有效性。     

定子电阻辨识用于异步电机温度监测的研究

定子绕组温度监测是电机安全运行的重要保障.利用定子电阻值与温度的密切关系,提出了一种定子电阻估计方法以反映绕组温度的变化.在电流定向的坐标系中,异步电机数学模型中与定子电阻相关的部分得到简化.基于异步电机稳态模型,得到了独立于定、转子电阻和转速的稳态磁链估计,然后利用稳态磁链建立了定子电阻在线整定律.该整定律只需量测定子电流电压,简单易行.所提出的定子温度监测方法可以作为电机过热保护的一种辅助措施.     

基于递归神经网络定子磁链观测器的凸极同步电动机直接转矩控制系统

针对传统的凸极同步电动机直接转矩控制系统定子磁链观测器存在积分器漂移等问题,提出了一种基于递归神经网络定子磁链观测器的凸极同步电动机直接转矩控制系统的设计方案。该方案将三相电压与三相电流经3S/2S变换后得到的两相电压与电流送到已经训练好的基于递归神经网络的定子磁链观测器中,观测器的输出是定子磁链的α、β分量,即Ψsα、Ψsβ;Ψsα、Ψsβ经矢量分析器处理后得到定子磁链的幅值以及定子磁链的空间位置角,从而可准确得到定子磁链所在的扇区。仿真结果表明,与基于传统的U-I模型的凸级同步电动机直接转矩控制系统相比,该系统具有优良的动、静态性能。     

直接转矩控制中的定子电阻辨识方法研究

针对传统的异步电机直接转矩控制在电机低速运行时系统性能受定子电阻变化影响较大的问题,详细分析了定子电阻变化对系统控制性能的影响,提出了一种基于RBF神经网络的定子电阻辨识方法.该方法应用梯度算法训练RBF神经网络各参数.用该方法对定子电阻进行辨识,具有辨识精度高,响应迅速等优点.对该方法在基于Simulink仿真软件上进行仿真,并与BP神经网络对定子电阻辨识时进行比较.仿真结果表明,该方法优于BP神经网络,可以有效地提高直接转矩控制系统的低速运行性能.     

基于磁通观测器的转差频率型异步电机矢量控制系统

从异步电机数学模型出发,提出以磁通观测器为基础的控制电流源驱动转差频率型 异步电机矢量控制系统的数学模型与结构图.控制系统数学仿真与实验说明,本方案可以改 善电机定、转子电阻随运行温度变化时的动、静态特性.     

感应电机二阶滑模次优算法定子磁链观测器设计

提出了基于二阶滑模次优算法的感应电机定子磁链观测方法,设计了定子磁链观测器,并应用到感应电机直接转矩控制中.本文设计的磁链观测器,通过准确的跟踪电流及其变化率,从而实现对转子磁链的准确估算,然后利用转子磁链与定子磁链的关系,估算出定子磁链.由于本文设计的定子磁链观测器是一个多输入多输出(MIMO)系统,稳定性分析非常复杂,为此将磁链估算误差的微分看作扰动处理,从而将MIMO的观测器模型分解成两个独立的单输入单输出(SISO)系统,简化了稳定性分析.将该观测器用于感应电机直接转矩控制中,达到了很好的控制效果.仿真和实验验证了该方法的有效性.     

不确定性直接转矩控制系统

在异步电动机直接转矩控制系统中,由于定子电阻变化及负载扰动的不确定性,导致定子磁链、转子转速和电磁转矩估计不准确,从而影响系统的调速性能.本文基于扩展Kalman 滤波器,引进虚拟噪声补偿技术,然后采用sage 和Husa 噪声统计估值器,构成鲁棒扩展Kalman 滤波器.并将定子电流,定子磁链,转子转速,定子电阻及负载作为状态变量,基于鲁棒扩展Kalman 滤波器进行了大量实验研究.实验结果证实：状态变量能够准确估计,且转矩脉动优于常规的直接转矩控制方案,实现了高性能无速度传感器的直接转矩控制系统.     

保证磁场定向坐标准确的一种实用自适应补偿控制方法

感应电动机转差型矢量控制变频调速系统中，由于电机参数受温升影响而发生变化，引起磁场定向坐标偏离设定位置，导致电机运行品质的恶化。本文提出了一种新的转差角频率自适应补偿控制方法，称ＡＣＳＡＦ方法。通过检测电机的定子电压，电机转子旋转速度间接计算转子磁链定向坐标准确时应控制的转差角频率，从而构成一个自适应补偿环节。本系统在ＳＴＤ工控机上得到了实现。