电励磁同步电机无速度传感器控制研究

电励磁同步电机具有调速范围宽、过载能力强、功率因数可调等优点,广泛应用于大功率传动领域。为此介绍一种背靠背式电压源型变频器的系统结构,及两种基于电流频率(IF)控制和滑模观测器(SMO)控制相结合的无速度传感器矢量控制方案。动模平台的实验结果表明两种控制方案都能够实现电励磁同步电机无速度传感器的变频启动与调速功能,但方案二具有更高的功率因数和实用性,为高压大功率传动应用领域提供更好的技术保障。     

电压型高压变频器的控制分析与研究

本对典型的电压型高压变频器－中性点钳位式（NPC）控制方法进行了分析，介绍了PWM矢量控制算法，提出了NPC式电压型高压变频器的应用特点。     

内联观测电励磁同步电机功率因数控制

为解决电励磁同步电机(EESM)的无编码器运行和功率因数控制问题,提出一种基于内联观测器的转子磁场定向矢量控制方法。建立了EESM的扩展数学模型;根据模型设计自适应内联观测器,该观测器可观测EESM的位置、速度以及q轴电感等信息;推导了EESM转子磁场定向下的功率因数矢量控制方法,通过对d轴电流、q轴电流和励磁电流的分配从而实现对功率因数的控制。对所提出的内联观测器和功率因数控制方法进行了仿真和试验,结果表明所提方法不仅能够在电动和发电状态下实现宽转速范围内的稳定运行,而且能够柔性调节电机的功率因数,满足不同运行工况的需求。     

负载换流逆变器驱动电励磁同步电机无速度传感器模型预测控制方法

负载换流逆变器(LCI)驱动电励磁同步电机控制系统广泛应用于中高压场合,在应对干扰和负载变化上,较大的系统惯性系数和较低的开关频率导致其动态响应性能欠佳.该文提出一种基于LCI驱动电励磁同步电机的无速度传感器模型预测控制方法.首先根据LCI的数学模型建立预测状态方程,同时给出合适的代价函数和约束条件;然后分析负载换相模式下的控制矢量模型,给出速度观测器的设计方法和参数选择依据,并针对负载变化对速度观测产生的影响进行分析和补偿.同时该观测器还能够同时实现逆变桥输入电压和端电压相位的观测;最后,通过3.75kW的LCI驱动电励磁同步电机实验平台对提出的无速度传感器模型预测控制方法进行实验验证.结果表明所提出的控制方法能够有效提升系统的动态响应性能,所设计的观测器具有可行性,速度观测结果在额定阶跃负载下误差小于13°.     

电励磁同步电机全阶磁链观测器设计

结合现代控制理论知识,提出了电励磁同步电机的全阶磁链观测模型.根据电励磁同步电机电压及磁链方程推导出其状态方程,并判断了状态方程的可控性及可观测性.根据状态方程设计了电励磁同步电机的全阶磁链观测器,推导出其系统矩阵,并确定了反馈矩阵.在MATLAB/Simulink平台上对整个系统做仿真研究,并对仿真结果进行分析,磁链在全速范围内能准确观测.     

基于有效磁链的电励磁同步电机无速度传感器控制

提出了一种新型的基于有效磁链电励磁同步电机无速度传感器宽调速范围控制方法。有效磁链矢量定义为转矩产生的磁链,对于电励磁同步电机,有效磁链矢量位于转子d轴,通过有效磁链幅值和相位的准确观测实现转子位置角和转速的辨识。在此基础上,针对具有阻尼绕组电励磁同步电机,为提高辨识准确度以获得优良的动态转矩特性,提出了考虑阻尼电流影响的有效磁链动态观测模型。同时考虑饱和效应影响,采用非线性磁链观测器获得准确的有效磁链矢量。实验结果表明所提控制方案算法简单,易于实现,且具有良好的控制性能和快速的转矩响应特性。     

电励磁同步电机磁链观测模型研究

在交流调速领域,电机磁链的精确控制是实现高性能变频器的关键。通过控制原理方法分析不同的磁链模型,在Matlab/Simulink环境下,建立并对基于滤波原理、积分负反馈频率自适应原理和锁相环MT轴系原理电压模型进行比较,完成电压模型的优化选择。同时,建立励磁同步电机闭环控制系统,实现同步电机带载启停过程中电压模型与电流模型的平滑切换。     

基于MCRWPT的电励磁同步电机研究

基于磁耦合谐振式无线电能传输对电励磁同步电机(EESM)进行研究。针对EESM电刷集电环结构不可靠及需要维护的缺点,探索采用谐振式无线电能传输方式为转子提供励磁电能。通过对EESM建模、转子磁场定向控制方法的讨论,建立EESM控制系统模型。进行样机试验,对EESM磁耦合谐振式无线励磁方法及转子磁场定向控制进行了初步验证。     

Back-to-Back双三电平电励磁同步电机矢量控制系统

以基于Back-to-Back双三电平功率变换器电励磁同步电机矢量控制为研究对象,提出了适用于全速范围的全阶闭环气隙磁链观测器,阐明了其内部基于滤波器特性的电流-电压模型之间的平滑切换机理.三电平有源前端实现网侧的单位功率因数运行,减少对电网污染的同时实现能量的双向流动.同时引入具有自适应调节中点电位的简化三电平电压空...     

间接矩阵变换器供电电励磁同步电动机DTC

直接型矩阵变换器具有无直流储能环节、输入与输出电流波形均为正弦波、能量双向流通、网侧功率因数可控等优点,但换流复杂.研究了一种间接矩阵变换器(IMC)供电电励磁同步电动机(ESM)直接转矩控制(DTC)系统,其整流级实现电网侧单位功率因数控制,逆变级实现转矩和磁链控制,采用逆变级插入零矢量方式实现前端整流级双向开关的换...     

基于Lyapunov稳定性理论的电励磁直线同步电机自适应控制

为了提高直线伺服系统的动态性能,克服电励磁直线同步电机存在的参数时变性,设计模型参考自适应速度控制器。系统内环是基于参考模型的速度跟踪控制器,外环自适应机构在线调整速度跟踪控制器的可调参数并使参考模型输出速度与控制对象输出速度之间的广义速度误差趋近于零。采用基于Lyapunov稳定性理论的模型参考自适应速度控制器设计方法,在保证广义速度跟踪误差收敛至零的同时,还保证了模型参考自适应速度控制系统具有稳定性和收敛性。采用欧拉数值积分方法,经过计算机数值仿真计算得到参考模型与控制对象的速度输出和初级交轴电流状态变量的时域响应曲线,验证了该自适应速度控制系统具有全局收敛性。     

一种永磁同步电机宽速域无传感器系统的控制策略

设计了一种改进型滑模观测器(SMO)实现永磁同步电机(PMSM)无传感器宽速域控制。使用反电动势观测器替代低通滤波器,避免了转子位置信息滞后的问题。在定子电流计算中引入随转速自适应调节反馈系数的反电动势反馈,减小了系统抖振,使宽速域下转子转速和位置估计更加精确。采用锁相环技术(PLL)来抑制高频信息,提取出准确的转子位置。基于d SPACE搭建了PMSM的快速控制原型试验平台,对无传感器控制系统进行了稳态和动态试验,结果验证了该算法的有效性。     

基于参数局部最优化理论的电励磁直线同步电机自适应速度控制

建立适合速度控制器设计的电励磁直线同步电机连续时间数学模型,通过合理的假设建立初级电枢交轴电压与初级机械速度之间的单输入单输出传递函数。采用局部参数最优化梯度法设计了自适应速度控制器,仅含有一个积分器、一个乘法器以及2个比例单元。自适应速度控制器无传统控制器的电流内环加快了响应速度,简化了系统结构。利用MATLAB数值计算软件仿真所设计的控制器,分析自适应增益调节系数与广义误差反馈系数等因素对自适应速度控制系统稳定性与收敛性的影响,仿真结果验证了该自适应速度控制策略的有效性。     

永磁同步电机无位置估计误差的滑模观测器无速度传感器控制方法

传统滑模观测器(SMO)无速度传感器控制方法在电机的运行速度出现较大变化时,对位置的估计会出现稳态误差。为了消除位置的估计误差,提出了一种带有反动电势修正的SMO无速度传感器控制方法。反电动势的修正律基于永磁同步电机(PMSM)的d-q轴电流模型。即使电机运行在速度大幅波动的情况下,也能保持位置估计误差为零,且该方法计算增量较小,易于实现。将所提出的方法在1台1.5 kW的PMSM上进行了仿真和试验,结果验证了位置估计误差能有效地收敛至零。     

永磁同步电机改进型滑模观测器无传感器控制

传统滑模观测器存在抖振和高次谐波的问题,难以满足系统高性能调速要求.为改善这一问题,设计并实现了一种将反电势估算值反馈引入到定子电流观测计算中,并采用扩展卡尔曼滤波器和饱和函数的改进型滑模观测器转子位置估算方法.通过实验结果表明,该改进型滑模观测器能在很大程度上削弱抖振和高次谐波带来的负面影响,并具有良好的鲁棒性及动态跟踪性能.Maflab仿真及DSP实验验证了该改进型滑模观测器的有效性与实用性.