无刷直流电动机弱磁运行效率优化控制

针对无刷直流电动机弱磁高速运行时损耗大的问题,研究最小损耗电流控制。通过分析基于瞬时无功功率的无刷直流电动机弱磁控制理论,计算d-q轴电枢反应电感,提出一种考虑铁损的电机Γ型近似等效电路,结合状态方程,推导出满足电磁损耗最小的励磁电流表达式。仿真和实验结果表明,在整个弱磁运行区间内,最小损耗电流控制能够降低电机电磁损耗,提高电机运行效率,扩大电机恒功率调速范围。     

基于BUCK变换器调制的无刷直流电机转矩脉动分析

为了抑制无刷直流电机换相转矩脉动,在三相桥式逆变电路前端引入BUCK变换器调制。通过换相的开关器件在断开前、导通后进行PWM调制来改变换相过程中绕组端电压,使得各换相电流下降和上升的速率相等,抑制换相转矩脉动。在Matlab/Simulink中搭建了相应的仿真模型,并通过波形分析与对比证明了加入BUCK变换器在换相时刻和非换相时刻都能抑制转矩脉动。     

基于数字信号处理器实现负载换流的直流无刷电动机驱动系统

研究了运用数字信号处理器(TMS320F240)实现负载换流的无刷直流电动机驱动系统.无刷电动机由于其独特性,使得电流型驱动控制系统的运行比较可靠.整个主电路是根据交直交电流型变频器(负载换流逆变器)来实现的.整流是通过单相全控晶闸管电路来实现的,逆变同样是由晶闸管组成的三相全桥逆变电路来完成对电机的驱动,可大大降低系统的成本.实验过程中,系统的控制策略在TMS320F240中得到了较好的实现,并且电机的动、静态运行性能较理想.     

一种基于SPWM的无刷直流电动机驱动新方法

方波驱动的无刷直流电动机转矩脉动较大,而传统正弦波驱动的无刷直流电动机虽然转矩脉动小,但系统控制电路复杂,且需要高分辨率的转子位置传感器。针对具有Hall位置传感器的正弦无刷直流电动机,提出了一种利用三相Hall位置信号,通过软件算法生成六路正弦脉宽调制波来实现正弦波驱动无刷直流电动机的新方法。建模与仿真证明了该方法的在抑制转矩脉动方面的有效性。     

基于数字信号处理器实现负载换流的直流无刷电动机驱动系统

研究了运用数字信号处理器(TMS320F240)实现负载换流的无刷直流电动机驱动系统。无刷电动机由于其独特性，使得电流型驱动控制系统的运行比较可靠。整个主电路是根据交直交电流型变频器(负载换流逆变器)来实现的。整流是通过单相全控晶闸管电路来实现的，逆变同样是由晶闸管组成的三相全桥逆变电路来完成对电机的驱动，可大大降低系统的成本。实验过程中，系统的控制策略在TMS320F240中得到了较好的实现，并且电机的动、静态运行性能较理想。     

无刷直流电动机的无速度传感器数字控制系统设计

设计了一种无刷直流电动机BLDCM(BrushLess DC Motor)无速度传感器变频调速系统.以数字信号处理器DSP(Digital Signal Processor)为数字控制器、智能功率模块IPM(Intelligent PowerModule)为功率逆变器组成硬件系统,采用反电势过零检测法进行电子换向,实现了BLDCM的无速度传感器转速跟踪.介绍了功率驱动主电路,交、直流变换部分采用单相桥式不控整流电路,以提高逆变电路所需的直流电压.通过检测关断相的反电势过零点来获得转子的位置信号,以控制绕组电流的切换,驱动电动机运转.论述了转速与电流反馈信号的检测.使用T法测转速;采用霍尔电流传感器检测直流侧母线电流;系统中转速和电流均由PID控制器进行调节.控制系统软件由主程序和中断程序组成,给出了系统软件的流程图.实验结果表明,系统调速性能良好.     

基于双向Buck-Boost的无刷直流电动机转矩脉动抑制

为提高无刷直流电动机的控制性能,减小电机换相区间转矩脉动,提出基于双向Buck-Boost供电的无刷直流电动机换相转矩脉动的抑制方法。分析了双向Buck-Boost控制模式和该电路的输出电压控制算法,仿真结果验证了电压控制算法及抑制电磁转矩脉冲的有效性。     

基于BUCK变换器的无位置传感器无刷直流电动机驱动电路实现

提出一种新型无位置传感器无刷直流电动机的驱动电路.方案采用三相逆变桥输入端加上BUCK变换器电路结构,在直流母线电流反馈闭环的控制方式下,通过检测电机端电压来获得转子位置信息,实现无位置传感器驱动.这种基于电流控制的电压型逆变器电路结构,电机端电压的差值能够真实反映绕组的线反电动势;提供恒定的电磁转矩,保证负载条件下顺利起动.转子位置信号处理和电流PI调节器算法由8位单片机实现,整个系统简单,可靠.     

非理想反电动势无刷直流电动机控制策略研究

无刷直流电动机的转矩脉动是限制无刷直流电动机应用的重要因素。针对无刷直流电动机方波驱动电磁转矩大、控制简单以及正弦波驱动转矩脉动小的特点,提出了一种新的控制策略——采用方波电流进行起动控制,待电机达到稳定后,动态切换到正弦波电流驱动控制的方式。仿真结果表明采用该控制方式可以满足电机的快速起动以及具有运行转矩脉动小等优点。     

PMSM控制器逆变电路效率仿真分析

利用仿真软件建立电驱动模型,分析了PMSM控制器逆变电路的能量损耗组成。在不同的工况下,通过仿真实验得到了逆变电路的各个电路部件的相应能量损耗。在考虑主要能耗部件IGBT的损耗功率的同时,将电容损耗以及二极管损耗也纳入计算范围,进而计算得到永磁同步电动机控制器逆变电路在各个电机各个工作点的效率分布,并分析发现了其损耗分布规律。     

一种谐振DC环逆变器损耗分析及参数选择

对硬开关逆变器无吸收回路的开关器件的开关损耗进行了分析和等效计算。在分析一种低脉动输出电压的谐振DC环逆变器原理的基础上 ,对谐振环的谐振阶段的损耗进行了分析与近似计算。同时就谐振环最小损耗的原理提出了电感、电容参数选择的方法。     

四开关空间矢量脉宽调制控制算法及母线电容电压不平衡问题的研究

三相四开关逆变器采用"五段式"空间矢量脉宽调制(SVPWM)方案可有效减小电机的转矩脉动,而四开关逆变器的母线电容电压不平衡将直接影响SVPWM的效果,导致电机三相电流不平衡,使电机的转矩脉动加剧。在深入分析四开关逆变器SVPWM原理的前提下,分析了直流母线电压不平衡对电机运行的影响,提出了一种有效的补偿办法。仿真结果表明,补偿后的异步电机VVVF系统具有较好的性能。     

Bearing currents and shaft voltages of an induction motor underhard- and soft-switching inverter excitation

Bearing currents and shaft voltages of an induction motor are measured under hard- and soft-switching inverter excitation. The objective is to investigate whether the soft-switching technologies can provide solutions for reducing the bearing currents and shaft voltages. Two of the prevailing soft-switching inverters, the resonant DC-link inverter and the quasi-resonant DC-link inverter, are tested. The results are compared with those obtained using the conventional hard-switching inverter. To ensure objective comparisons between the soft- and hard-switching inverters, all inverters were configured identically and drove the same induction motor under the same operating conditions when the test data were collected. An insightful explanation of the experimental results is also provided to help understand the mechanisms of bearing currents and shaft voltages produced in the inverter drives. Consistency between the bearing current theory and the experimental results has been demonstrated. Conclusions are then drawn regarding the effectiveness of the soft-switching technologies as a solution to the bearing current and shaft voltage problems     

单相全桥谐振直流环节软开关逆变器

为提高逆变器的效率和简化控制方式,提出一种单相全桥谐振直流环节软开关逆变器。通过单独开关控制辅助谐振电路,使直流环节电压在逆变器主开关需切换时下降到零,逆变器的主开关可以实现零电压开关,同时辅助开关也可以实现零电压开关。而且,逆变器直流环节电压不会超过直流源电压。由于谐振过程和零电压持续时间都较短,因而可以减少功率消耗和提高直流电压的利用率。依据不同工作模式下的等效电路,分析其工作原理,结合相平面分析法研究其动力学行为,给出了软开关实现条件和参数设计过程,搭建了实验样机。实验结果表明逆变器的主开关和辅助开关都实现了软开关,可以有效地降低该软开关逆变器的开关损耗和提高其效率。     

逆变电源母线电容纹波电流与容值优化研究

逆变电源直流母线电容的选取是逆变电源稳定工作的关键因素之一。通过对其电路的分析建立了计算逆变电源的纹波电流和最小电容值的计算公式,来选取合适的电解电容应用于逆变电源直流母线。最后利用Matlab仿真软件,进一步地验证了直流母线电容的选取原则的可行性。     

基于SVPWM的时间谐波对永磁电机损耗的影响

针对在变频器驱动永磁电机因时间谐波引起的附加谐波损耗大小及分布问题,对基于SVPWM变频器电路输出的电流波形,采用傅里叶计算方法,分析不同变频器参数下的各次电流时间谐波分布规律及波形畸变程度,与SPWM对比发现SVPWM优化谐波程度高,且直流母线电压利用率较优。以一台5kW、3000r/min表面式永磁同步电动机为例,运用场路耦合联合仿真方法,研究附加谐波损耗在永磁电机中的分布特性,计算电机定子铁心各区域的磁通密度变化情况,附加谐波损耗以永磁体涡流损耗为主,其次集中于定子齿顶。参考电机损耗计算的国家标准搭建样机试验平台,通过有限元计算与试验结果的对比分析,校核附加谐波损耗计算结果。     

电流型控制半桥逆变器直流分压电容电压偏差前馈控制技术

电流型控制半桥逆变器直流分压电容电压存在偏差,电容中点的电压偏移容易导致系统失控。文中分析了电流型控制半桥逆变器分压电容不均压产生的原因,并给出了电容中点电压偏移的理论值;针对电压电流双闭环瞬时值控制半桥逆变器,提出了电容电压偏差前馈控制方案。仿真和实验结果验证了采用该技术后,分压电容的直流偏差被消除,半桥逆变电路在各种情况下都可以正常工作。该方法为电流型控制半桥逆变电路的实用创造了条件,同样可应用于电流型控制半桥直／直变换器和直／交变换器。     

基于谐波注入算法的变频器驱动下PMSM损耗抑制方法

永磁同步电机(PMSM)在变频器驱动下运行时,受变频器所产生的含量较高的时间电流谐波影响,电机的损耗会大幅增加,这将严重影响到电机运行的安全性与稳定性,而通过对电机本体结构进行优化的传统方法所带来的损耗抑制效果有限,不足以解决问题。针对此,从电机的控制策略出发,提出了一种基于谐波注入算法的PMSM损耗抑制方法,通过对成分含量最高的5次、7次时间电流谐波进行抑制,来降低变频器驱动下电机的损耗。以场路耦合联合仿真模型为计算工具来验证算法的有效性,结果表明在加入谐波注入算法后电机的损耗降低了24.9%,所达到的效果较好,为电机的损耗抑制提供了一种参考。     

多相H桥逆变器支撑电容电流计算

直流支撑电容电流计算是变频器设计的一个关键步骤,现有方法多是针对传统的三相变频器展开,鲜有关于多相变频器的相关计算研究。针对直流侧并联型多相H桥逆变电路拓扑和SPWM的调制方式,采用开关函数法对其直流支撑电容电流有效值进行了分析计算,并给出该种电路拓扑下适用于任意有限相逆变器的直流支撑电容电流有效值计算公式,分析了逆变器相数、调制比和功率因素对电容电流有效值的影响。仿真与实验证明,该计算方法准确性较高,使用所提出的公式可以有效地实现多相H桥逆变器直流支撑电容电流计算。     

逆变器供电的潜油电机的损耗分析

针对逆变器供电对潜油电机损耗的影响,利用Manab建立了逆变器的仿真电路,得到了逆变器输出高次谐波的电压频谱,并计算出了潜油电机的高次谐波作用下的铜耗铁耗.研究发现,高次谐波对电机损耗影响很大,会直接导致效率下降.