电励磁双凸极电机九状态转矩闭环控制策略研究EI北大核心CSCD

针对电励磁双凸极电机(doubly salient electro-magnetic motor,DSEM)运行时存在的转矩脉动问题,提出1种九状态转矩闭环控制策略。该控制策略基于实际非线性电感模型,通过在电机反电势过零点进行状态切换,抑制由电流续流引起的换相转矩脉动,并在各相反电势负过零点附近区域引入传统的两相导通模态,以增加电机出力。分析DSEM在各个模态下相电流、转矩输出的变化特性,基于占空比分析论证所提控制策略的可行性,并总结换相角度对控制策略的影响。最后,通过实验验证所提控制策略能够有效抑制电机转矩脉动,具有良好的动态性能以及较高的转矩电流比。     

轴向磁通电励磁双凸极电机及容错运行控制策略

为使电机系统具有更高的可靠性、较强的容错能力,本文提出一种新型轴向磁通电励磁双凸极电机驱动系统。所提电机不仅具有开关磁阻电机结构坚固、可靠度高的特点,而且还解决了传统电励磁双凸极电机(Doubly Salient Electro-magnetic Motor, DSEM)各相励磁磁路不一致问题。利用可控的励磁磁场补偿电枢磁场以达到容错控制及抑制转矩脉动的目的,并建立非线性数学模型,对新型DSEM驱动系统在三相三状态运行、单相开路、容错控制及加入励磁电流角度控制这四种不同工作状态下的转矩特性进行分析研究。本文的仿真和样机实验结果表明,容错控制策略可以有效降低单相开路故障对电机运行产生的影响,由此验证了新型DSEM拓扑结构的可行性。     

不同励磁方式的电励磁双凸极电机正弦化设计与分析EI北大核心CSCD

该文在分析传统电励磁双凸极电机(doubly salient electro-magnetic machine,DSEM)反电势畸变的基础上,对两种不同励磁方式的DSEM进行正弦化设计,以实现该磁阻电机的正弦驱动,减小转矩脉动。提出相位调制正弦化的方法,指出该方法的设计原则,有效解决传统斜极DSEM反电势畸变、正弦度低的问题。研究发现,偶数相的DSEM经过特殊的定转子极弧系数设计后总有两相存在严格的互补关系,使所提正弦化方法的实现成为可能;并进一步提出提高反电势波形的对称性和正弦度的方法。随后,将设计的正弦化定子集中励磁电励磁双凸极电机、正弦化定子分布励磁电励磁双凸极电机和传统DSEM进行仿真对比分析。因为正弦化定子分布励磁电励磁双凸极电机性能最优,故加工其样机进行实验验证。实测样机不同励磁电流下空载反电势的总谐波失真均小于4%,采用基于空间矢量脉宽调制的正弦波驱动方式,实现DSEM的正弦化驱动,减小其输出转矩脉动。仿真和实验结果证明了DSEM正弦化设计和采用正弦驱动抑制转矩脉动的有效性,为高性能驱动应用提供了新的电机类型选择。     

基于半桥变换器的电励磁双凸极电机角度优化控制策略

电励磁双凸极电机（doubly salient electro—magnetic motor,DSEM）采用传统的控制方法在换相时容易产生负转矩,带来较大的转矩脉动。对DSEM转矩脉动产生机理进行了分析,对基于半桥变换器的DSEM主功率电路中分裂电容充放电平衡情况进行研究,在此基础上提出了基于半桥变换器的角度优化控制策略,进行了仿真和实验验证。结果表明,该方法可以有效减小转矩脉动,使电机转速平稳,有利于提高该电机的起动性能。     

电励磁双凸极电机九状态控制策略的研究

以三相12/8极结构电励磁双凸极电机(Doubly Salient Electro-magnetic Motor,DSEM)为研究对象,首先分析该电机的电磁特性以及齿槽转矩对转矩脉动的影响;其次分析其电动工作运行原理,在三相六状态控制策略的研究基础上,提出电励磁双凸极电机的三相九状态控制策略,提高平均输出转矩的同时也有效抑制齿槽转矩带来的转矩脉动。以一台18 k W三相12/8 DSEM为例进行有限元仿真和实验验证,结果表明,与六状态控制策略相比,九状态控制策略能够有效减小电机转矩脉动,同时提高输出转矩。     

永磁式双凸极电机新型调速系统

在用有限元法对6/4极永磁式双凸极电机内电磁场计算分析的基础上，详细分析了转矩脉动的形成机理。针对目前转速电流双闭环控制方式，提出了转矩内环的新型调速控制方式，设计了转矩观测器，构造了永磁式双凸极电机新型调速系统。该控制方式可减少因自感和磁链非线性畸变产生的换相转矩脉动和稳态转矩脉动，并将其与电流控制方式进行了比较，验证了新型调速系统的正确性。和传统电流控制方式相比，新型转矩内环控制方式在低速时转矩脉动较小，转速比较平稳。     

基于转矩分配函数的开关磁阻电机预测转矩控制

开关磁阻电机独特的双凸极结构导致电机在运行过程中产生较大的转矩脉动,限制了开关磁阻电机的应用范围.为抑制转矩脉动,本文将转矩分配函数和模型预测控制相结合,提出一种基于转矩分配函数的预测转矩控制策略.首先,由转矩分配函数将参考转矩离线分配至各相;其次,利用开关磁阻电机离散模型预测下一周期转矩大小;最后,通过代价函数选取最优控制量跟踪参考转矩.相较于传统的基于转矩分配函数的电流斩波控制方式,新控制策略取消了电流滞环,提高了控制精度.仿真和实验结果表明,相较于传统电流斩波控制,本文提出的基于转矩分配函数的预测转矩控制具有更好的转矩脉动抑制效果.     

一种减小双电机转矩差的主从结构模型预测直接转矩控制优化控制策略EI北大核心CSCD

以典型的主传动双电机刚性连接系统为对象,以双电机同轴连接的数学模型和预测控制方式为出发点,针对双电机主从控制下的转矩动、稳态均衡问题,提出1种双电机主从结构模型预测直接转矩控制(model predictive torque control,MPDTC)优化控制策略。该策略在二步预测MPDTC传统代价函数的基础上,引入误差反馈闭环预测,并结合主从转矩统一化和主从电机转矩差限制项设定,分别对启动、稳态和动态阶段进行深度优化配置,形成模型预测新型融合代价函数,最终达到分阶段抑制的转矩误差效果。仿真与实验验证结果表明:所提出的主从控制策略能进一步抑制稳态转矩脉动并减小负载突变及系统参数摄动下的动态转矩差,实现两电机间的转矩均衡和系统动态性能的整体提升。     

减小开关磁阻电动机低速时转矩脉动的新型控制策略

转矩脉动是开关磁阻电动机在推广应用中存在的一个非常突出缺点。本文充分考虑工程设计的需要,提出了减小转矩脉动的新型控制策略。文中运用实验方法建立了开关磁阻电动机的数学模型,定义衡量转矩脉动大小的转矩脉动系数;并和传统电流斩波控制方式进行了仿真比较,给出了研究结果。     

基于区域电压矢量表的交流异步电动机直接转矩预测控制策略研究

对传统的交流异步电动机直接转矩控制产生的转矩脉动进行了详细分析,并在此基础上提出了新型的转矩和磁链区域电压矢量表以改进系统性能.之后又在区域电压矢量表的基础上,进一步提出了两种转矩和磁链预测直接转矩控制策略来减小低速转矩脉动,提高系统的稳态性能.最后通过仿真和实验验证了所提出的算法的实用性和优越性.     

交流电机直接转矩控制策略--现状与趋势

直接转矩控制从提出到至今已有20多年的历史．其间发展了多种直接转矩控制策略。直接转矩控制具有结构简单、转矩响应快以及对参数鲁棒性好等优点．但有低速转矩脉动大的缺点。因此大部分被提出的直接转矩控制策略主要为了解决低速转矩脉动问题。对这些控制策略进行了详细的分析和比较,并进行了总结,这对于将来进一步研究直接转矩控制提供了一个很好的参考。     

New Simple High‐Quality Torque Control for Permanent‐Magnet Synchronous Motors: Compensating for Torque Ripple Caused by Nonsinusoidal Back EMF

This paper proposes a new and simple torque‐sensorless torque control method for permanent‐magnet synchronous motors (PMSMs) with nonsinusoidal back EMF. The method suppresses the sixth and/or 12th harmonic torque ripples caused by the back EMF in a feedforward manner even at high speeds; it consists of two subordinate methods for compensation command generation and command‐tracking current control. The first subordinate method generates compensation current commands to cancel the torque ripples based on a mathematical model of PMSMs. The second method controls the stator current to track a current command containing both fundamental and compensatory components. In conjunction with the current control, a dedicated disturbance observer that employs a digital speed‐varying band‐pass filter as a disturbance filter is also proposed. The effectiveness and usefulness of the proposed method were verified through extensive experiments.     

风电系统中双馈电机直接转矩控制系统的研究

针对直接转矩控制技术在双馈风力发电机中的应用。采用近似圆形磁链的空间电压矢量的的选择方案,有效地减小了转矩的脉动及电流谐波的含量。采用施密特三点式转矩调节器来取代传统的两点式转矩调节器,细化转矩的偏差分析。运用MAT-LAB/simulink仿真软件在电网电压恒定时、电网电压发生突变时两种情况对整个系统进行了仿真分析。仿真结果验证了控制方案调速性能比较理想,转矩脉动较小等优点,从而保证了整个风力发电系统更有效地利用风能。     

基于固定矢量作用时间的新型直接转矩控制系统

永磁同步电动机传统直接转矩控制具有转矩脉动大、开关频率不恒定等缺点,在分析传统直接转矩控制中磁链和转矩脉动的基础上,利用固定矢量作用时间合成新矢量的新型直接转矩控制方法控制永磁同步电动机.该方法根据转矩和磁链误差来选择基本电压矢量对,根据磁链的位置和转矩误差的大小来确定所选择的基本电压矢量的作用时间,从而得到了新的合成电压矢量进行控制.仿真结果表明基于固定矢量作用时间的新型直接转矩控制方法能够有效减小传统直接转矩控制方法中的磁链和转矩脉动,同时不增加控制的复杂性,明显改善了系统的控制性能.     

基于模糊零矢量永磁同步电机直接转矩控制

针对传统永磁同步电机直接转矩控制中的转矩脉动问题,对传统直接转矩控制中产生转矩脉动的机理、零矢量在永磁同步电机直接转矩控制中的作用进行了详细分析.通过采用带零矢量的模糊控制器代替传统的滞环比较器,构建了一种基于模糊零矢量的永磁电机直接转矩控制方法,实现了永磁同步电机磁链和转矩的协同控制,将磁链偏差和转矩偏差进行合理的模糊分级,有效地抑制了转矩脉动,同时保持了直接转矩控制的响应速度快和鲁棒性强的优点.仿真和实验验证了该方法的可行性和有效性.     

异步电机直接转矩控制系统中的模糊控制研究

传统的直接转矩控制(DTC)会不可避免地产生转矩脉动,只适用于调速要求不高的场合.针对该问题,设计了一种模糊控制,优化电压矢量的选择,改善磁链和转矩的综合性能,提高系统的动态响应.通过实验装置对该控制策略进行前后对比研究,结果表明模糊型异步电机DTC比传统的DTC转矩脉动小,而且磁链圆也得到改善,提高了系统的性能,证明...     

异步电动机直接转矩控制转矩脉动的最小化研究

在传统的异步电动机直接转矩控制系统中,存在电压空间矢量对定子磁链幅值和磁通角的影响,特别是低速时系统脉动大。针对该问题,提出了一种的新的控制方法,将磁链区间细分控制与电压矢量合成相结合,并且为进一步提高转矩响应和减小转矩脉动,引入了模糊控制。仿真结果表明该控制方法可以大大减小转矩脉动,具有较好的动静态性能。     

一种改善直接转矩控制低速性能的DSVM改进策略

传统的交流异步电动机直接转矩控制转矩脉动大,特别是低速区开关频率低且不固定导致转矩脉动尤为明显.在分析离散空间矢量调制(DSVM)方法的基础上,提出了一种DSVM-DTC改进策略,优化低速区的开关表减小低速转矩脉动,提高直接转矩控制的动态性能及系统的稳态性能.仿真结果验证了该策略的有效性和实用性.