基于转矩角简化的异步电动机SVM-DTC研究

为了减小基本直接转矩控制(DTC)的磁链和转矩脉动,采用空间矢量调制(SVM)与直接转矩控制相结合(SVM-DTC)的方法。从直接转矩控制的基本原理出发,分析了SVM-DTC中目标电压矢量求取的关键点,提出了基于转矩角简化的目标电压矢量的求取方法,分析了SVM-DTC实现要解决的关键问题并给出了解决方法。仿真与实验结果表明,与基本DTC相比,采用基于转矩角简化的SVM-DTC可以大大减小电机磁链和转矩脉动,有效提高异步电动机系统的动、静态性能。     

一种改进的感应电机直接转矩控制方法

提出了一种改进的基于空间矢量调制技术的直接转矩控制算法(SVM-DTC),并应用于感应电机控制系统.该方法通过控制转差速度,并对定子磁链的幅值与相角进行解耦来获得定子空间电压矢量.在给定的采样时间内,磁链和转矩误差都由定子磁链参考值估算出的空间电压矢量控制.转矩的控制由瞬时转差角速度和定子磁链角速度计算出的定子磁通角参考值来实现.最后通过Matlab仿真和实验验证该方法在感应电机控制系统中有更好的鲁棒性,能有效减小误差、降低谐波含量.     

基于矩阵变换器的异步电机直接转矩控制

在最近几年,矩阵变换器受到广泛的关注,但主要集中在矩阵变换器本身的研究.提出了一种适用于矩阵变换器供电的异步电动机调速系统的组合控制策略,同时实现了矩阵式变换器的空间矢量调制和异步电动机的定子磁场定向直接转矩控制.该控制策略将矩阵式变换器的良好性能和直接转矩控制的优点结合起来,实现了异步电动机的高性能控制,提高交流调速性能并满足节能要求.仿真结果表明:使用该控制策略的调速系统在加减速运行和负载转矩变化等场合均具有良好的动态性能.     

感应电机空间矢量直接转矩控制的数字实现

给出一种感应电机空间矢量直接转矩控制(DTC)的数字实现方法,详细阐述了以TMS320F2812作为控制器核心的直接转矩变频调速系统的软、硬件设计方案.采用空间矢量脉宽调制( SVPWM)方式生成逆变器开关控制信号,有效减小了转矩和磁链的脉动,实现了感应电机的高性能控制.实验结果表明,该系统起动迅速,运行平稳,动、静态...     

感应电机直接转矩控制系统的滑模观测器设计

提出了一种感应电机直接控制系统的滑模观测器。采用定子电流估计误差构成滑模函数,通过选取足够大的切换控制增益,使定子电流的估计值收敛到其实际值,进而获得定子磁链和转速估计值。基于Lyapunov稳定性理论证明了观测值渐近收敛。将该滑模观测器用于感应电机的无速度传感器直接转矩控制系统,仿真结果表明驱动系统具有优良的控制性能。     

双频逆变器供电型感应电动机SVM-DTC系统

建立了基于双频逆变器供电的感应电机空间矢量调制直接转矩控制(SVM-DTC)系统.根据双频变换的思想推导出双频逆变器的拓扑结构,并分析了双频逆变器的工作模式.双频逆变器保持了与高频单元相同的动静态特性,同时由于低频单元分担了很大部分的开关电流,使系统减小了损耗,提高了效率.为了减小转矩脉动,同时对双频逆变器的高频部分实现恒频控制,对感应电机采用基于空间矢量调制(SVM)的直接转矩控制(DTC)系统.仿真结果表明,该方案对感应电机的控制具有很好的性能.     

无轴承异步电机的直接转矩控制技术研究

针对无轴承异步电机气隙磁场定向算法控制复杂、存在失稳转矩及高度非线性等局限性,将直接转矩控制算法引入到无轴承异步电机解耦控制中。利用小信号模型分析了转矩绕组电流波动对无轴承异步电机麦克斯韦力的影响,研究了一种基于空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)的直接转矩控制算法,转矩PI环和磁链PI环的输出分别为磁链的相位角增量和幅值增量,经过相位角增量校正环节解决了转矩环和磁链环的干扰问题,对SVPWM的谐波系数进行了分析。针对一台无轴承异步电机,利用数字信号处理器TMS320F2812 DSP实现了电机在两种直接转矩控制(direct torque control,DTC)算法下的悬浮。实验结果表明该算法降低了电流的总谐波系数,减小了电机转矩的脉动,提高了电机的悬浮性能。     

一种新型异步电机直接转矩控制策略研究

异步电机调速系统中,传统直接转矩控制不能满足高精度调速的要求。在分析了异步电机直接转矩控制基本原理的基础上,提出了一种基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)的直接转矩控制方法。通过Matlab/Simulink对该系统进行仿真,仿真结果表明:空间矢量脉宽调制直接转矩控制能够有效地减少电动机转矩和磁链的脉动。     

三相感应电机SVM-DTC系统

传统的三相感应电动机直接转矩控制(DTC)方案中由于使用了滞环比较器与开关选择表,使得逆变器开关频率不固定,并会造成电机输出转矩脉动过大的问题。针对上述问题,引入了一种基于定子磁链定向的空间矢量调制(SVM)直接转矩控制方案,并对参考电压矢量采用了5段式合成方案。最后,通过Matlab/Simulink组件对系统进行建模仿真,并分别与传统直接转矩控制系统和基于12扇区划分的直接转矩控制系统进行了对比。结果表明,该系统能够克服直接转矩控制系统的固有缺点,有效降低电机转矩与定子磁链的脉动。     

五相感应电机直接转矩控制研究

在对五相感应电机直接转矩控制中空间电压矢量进行详细分析的基础上,给出了一套系统调速整体控制方案。在该控制系统中,磁链和转矩均是闭环控制,其值在一个微小的滞环内波动,稳态情况下,其指令值与实际值可认为相等。此时,定子电流空间矢量幅值是一定值,该值变化可认为是由定子电阻变化引起的,由此给出了一套简单、易于实施的定子电阻在线辨识算法。仿真结果表明,提出的控制方案在理论上和实际上是可行的。     

Improved Torque and Flux Performance of Type-2 Fuzzy-based Direct Torque Control Induction Motor Using Space Vector Pulse-width Modulation

The conventional proportional integral controlled direct torque control of an induction motor using the space vector pulse-width modulation technique may provide satisfactory dynamic response. However, the proportional integral controller (PIC) does not provide efficient dynamic performance in the induction motor drive during sudden changes in the load or speed. To improve dynamic performance of the induction motor drive, the PICs are replaced by type-2 fuzzy logic control. The type-2 fuzzy improves the starting transient performance as well as the steady-state response. In addition, the type-2 fuzzy direct torque control provides lesser current total harmonic distortion, flux distortion, and torque pulsation of the induction motor drive compared to conventional direct torque control. A MATLAB Simulink (The MathWorks, Natick, Massachusetts, USA) model for direct torque control with type-2 fuzzy logic control is developed to simulate the response of an induction motor drive with different operating conditions. The space vector pulse-width modulation technique is used to drive the inverter, as it produces lesser total harmonic distortion in inverter current and voltage waveforms for a given switching transition due to the single switching frequency for the movement of each state vector. A prototype type-2 fuzzy-based direct torque control induction motor with space vector pulse-width modulation is developed to validate the simulated response. The control signals for the inverter are generated by the DSPACE DS1104 (DSPACE GmbH, Germany) to drive a two-HP induction machine.     

基于全阶闭环磁链观测器的感应电动机直接转矩控制

磁链观测是实现高性能电机传动系统的关键环节,在研究传统直接转矩控制系统定子磁链观测方法的局限性的基础上,设计了全阶闭环磁链观测器并就简化极点配置作了分析。运用该磁链观测器实现了全速度范围,尤其在极低速时的定子磁链进行了准确观测。仿真和实验结果表明此方案对定子磁链的观测效果明显优于传统的观测方法,降低了稳态时转矩、磁链和速度的波动,并对电机参数的变化具有良好的鲁棒性。     

感应电机直接转矩控制系统的新型滑模定子磁链观测器

为提高定子磁链的估计精度,改善直接转矩控制驱动系统的性能,提出了一种新型定子磁链滑模观测器。采用Lyapunov稳定性理论证明了观测器是稳定的。该观测器的实现无需电压信息,对电机参数变化具有强鲁棒性,即使在电机低速运行区依然能够提供精确的磁链估计值。仿真结果验证了基于该观测器的感应电机直接转矩控制系统具有优良性能。     

基于定子磁链幅值和角度控制的异步电机直接转矩控制

为减少异步电机转矩脉动和定子磁链固定偏差,提出了一种改进的异步电机直接转矩控制策略。该策略是基于给定定子磁链幅值和角度的解耦控制,用瞬时转差角频率和转子角频率之间的关系来调节定子磁链给定角,而给定定子磁链幅值保持额定值不变。控制结构简单。通过Maflab6．5／simulink建立了仿真模型,仿真结果证实了该控制策略的有效性：     

基于自适应滑模观测器的感应电动机直接转矩控制

将滑模变结构控制方法应用于感应电动机直接转矩控制系统,介绍了一种自适应滑模状态观测器.以定子电流和转子磁链为状态变量,利用定子电流的测量值与观测值的误差构成滑模面,设计滑模观测器,对转子磁链进行估计.采用李雅普诺夫稳定性理论证明了观测器是渐近稳定的,导出了转速自适应律.将转速观测值用于感应电动机的无速度传感器直接转矩控制系统,实验结果表明驱动系统具有优良的动、静态控制性能.     

基于空间矢量调制的异步电机直接转差线性控制(英文)

由于直接转矩控制策略对定子磁链和电磁转矩采取非线性滞环控制,电机的电磁转矩、磁链幅值、相电流存在稳态误差。该文提出基于空间矢量调制的异步电机直接转差线性控制策略(direct slip linear control based on space vector modulation,DSLC-SVM)。该策略不含坐标变换,无电流环,只需辨识定子磁链。与传统直接转矩控制策略相比,由于对转差进行直接线性控制,DSLC-SVM策略可以减小转矩和磁链误差,降低相电流的总谐波失真(total harmonic distortion,THD)。比较了2种控制策略改变转差的能力,通过对比实验,验证了该文所提算法的正确性和可行性。     

三电平逆变器异步电动机直接转矩控制系统(I)--单一矢量法

三电平中点钳位逆变器(NPC)广泛应用于中压变频调速系统,具有对器件耐压要求低,输出谐波含量低,控制性能好等优点.其主要问题是如何避免中点电压的漂移,以及防止输出电压有过高的瞬时跳变.提出一种三电平异步电动机直接转矩控制(DTC)系统,即基于单一矢量的控制算法.该方法有效地控制了三电平逆变器的中点电压,并抑制了输出电压的跳变,从而满足了实际运行的要求.仿真结果表明,本文的方法在三电平逆变器供电的异步电动机上有效地实现了DTC系统,并能达到较好的控制性能.     

基于反推原理感应电机直接转矩控制

为了实现感应电机高性能控制,克服运行过程参数摄动、不确定等问题的影响,应用反推原理设计的非线性控制器,考虑感应电机的铁损。并且通过李雅普诺夫理论证明控制器的整体稳定,采用电压空间矢量调制,应用于直接转矩控制系统。仿真结果表明,采用反推原理设计控制器能够使感应电机直接转矩控制达到很好的跟踪效果,具有推广意义。     

Three-level Inverter-fed Induction Motor Drive Performance Improvement with Neuro-fuzzy Space Vector Modulation

—The space vector modulation technique is an optimal pulse-width modulation technique used for inverter control. This article presents a neuro-fuzzy-based space vector modulation technique for a three-level inverter fed induction motor. It uses a hybrid learning algorithm (combination of back-propagation and least-squares methods) for training the input–output data pattern. The training data for neuro-fuzzy-based space vector modulation are generated from the conventional simplified space vector modulation method. The proposed scheme uses the space vector rotation angle and change of rotation angle information as input and generated duty ratios as output. The dynamic and steady-state performance of a neuro-fuzzy-controlled induction motor drive is compared with the conventional space vector modulation and neural network-based space vector modulation methods. The simulation results obtained are verified experimentally using a dSPACE kit (DS1104). The performance measure in terms of the total harmonic distortion of inverter line–line voltage of the neuro-fuzzy-based system is compared with the neural network-based space vector modulation and conventional space vector modulation methods.     

异步电机直接转矩控制系统中的模型观测与补偿技术

异步电机不同转速运行时模型参数会发生较大变化,传统PI调节器不能满足大范围高精度调速的要求;现采用扩展状态观测器(ESO)对控制对象参数变化进行估计,并经过非线性组合的方法对模型进行补偿。仿真结果表明:对于异步电机直接转矩控制系统,基于ESO的自抗扰控制器(ADRC)对控制对象模型参数的变化敏感性下降,经过整定的ADRC调节器对不同转速运行的电机具有大范围适用性。