一种基于占空比控制技术的异步电机直接转矩控制方案

文中提出了一种新的基于占空比控制技术的异步电机直接转矩控制方案。传统直接转矩控制的缺点之一是输出转矩波动较大。占空比控制技术通过在每个采样周期中插入零电压矢量来减小转矩的波动。文中将合成电压矢量的思想引入到占空比控制技术中。推导得出了瞬时转矩改变量与合成电压矢量的关系，合成电压矢量与所选电压矢量及其占空比的关系。联立这两个条件，求解出了占空比的计算公式。最后，对所提出的直接转矩控制算法进行了仿真试验。仿真结果表明，该方案可以大大减小输出转矩的波动。     

基于占空比调制的永磁同步电机直接转矩控制

针对传统直接转矩控制方法转矩和定子磁链脉动大、开关频率不恒定等问题,本文在详细分析转矩脉动和定子磁链脉动数学模型的基础上,提出了一种基于占空比调制的模型预测直接转矩控制策略.该策略根据转矩和定子磁链的综合误差确定所选电压矢量的占空比,根据不同的控制目标,占空比的计算方法可分为最终值法、平均值法和有效值法,每种方法均给出了精确的数学模型并进行了对比分析.同时考虑到实际应用中控制延迟的问题,引入了模型预测控制方法对系统变量进行预测,提前一个采样周期计算出所需施加的电压矢量及其占空比.仿真结果表明,基于占空比调制的模型预测直接转矩控制可以有效地抑制转矩脉动和定子磁链脉动,且逆变器开关频率恒定,同时降低系统采样频率.     

基于占空比控制的异步电机直接转矩控制

针对异步电机传统直接转矩控制(DTC)在电机低速运行时存在的转矩脉动大、开关频率不固定等问题,在详细分析影响磁链和转矩脉动大小因素的基础上,提出一种准确确定占空比大小的异步电机新型DTC方法,该方法基于精确的数学模型,利用转矩误差计算出当前所选基本电压矢量的作用时间在整个采样周期中的占空比。仿真和实验结果表明,新占空比控制方法在保持传统DTC优点的基础上,能有效减小转矩脉动,改善了传统DTC的性能。     

模糊占空比调制永磁同步电机模型预测转矩控制

传统模型预测转矩控制(MPTC)电压矢量作用于整个采样周期,会造成较大的磁链和转矩脉动。因此,提出模糊占空比调制永磁同步电机MPTC,采用MPTC选择施加的电压矢量,采用模糊控制确定电压矢量占空比。仿真表明模糊占空比调制MPTC系统运行良好。与传统MPTC、磁链和转矩无差拍模型预测控制以及磁链和转矩无差拍控制占空比调制相比,模糊占空比调制MPTC可减小稳态转矩脉动均方根误差（RMSE）、磁链脉动RMSE均值及定子电流总谐波失真（THD）。由于降低了磁链和转矩脉动,MPTC更多地选择零电压矢量,因此虽然采用占空比调制,平均开关频率反而有所减小。     

异步电机模型预测直接转矩控制方法

针对传统直接转矩控制存在转矩和定子磁链脉动大的问题,给出一种新颖的模型预测直接转矩控制方法。在逆变器驱动异步电机模型基础上建立了离散时间内部预测模型,以转矩和磁链偏差平方和作为价值函数,并根据该价值函数对每个开关矢量作用时的偏差平方和进行在线评估,选择使价值函数最小的电压矢量,也就是最优电压矢量作用于逆变器。仿真结果表明,本文所给出的模型预测直接转矩控制方法相比于传统的直接转矩控制,能够有效降低转矩和磁链脉动,减小电流谐波畸变,同时继承了传统直接转矩的快速响应特性。     

基于离散空间矢量调制的三电平逆变器异步电机直接转矩控制方法

二极管钳位型三电平逆变器广泛的应用于电力拖动领域。本文提出了一种基于离散空间矢量调制（DSVM）的三电平异步电机直接转矩控制（DTC）方法。这种方法在保持直接转矩控制（DTC）方法优点的前提下，保持开关频率恒定，并没有增加输出电压的dv／dt和开关损耗。仿真结果表明了这种控制方法的有效性。     

基于改进离散空间矢量调制的直接转矩控制系统

提出一种基于离散空间矢量调制（DSVM）技术的异步电机直接转矩控制（DTC）的改进算法，并对其进行仿真研究。在DSVM技术中，每个采样周期分为3个相等的时间段，每个时间段中作用1个电压矢量。改变这3个电压矢量的作用顺序，不会改变最终的控制目标，但是对转矩脉动有很大影响。通过分析每个采样周期中的转矩波形，得到优化的电压矢量选择表。在MATLAB／Simulink下对DSVM—DTC系统进行建模仿真，详细阐述模型结构。最后，给出仿真运行结果并进行分析。仿真结果证明所提出的DSVM—DTC算法能够进一步减小转矩脉动。     

基于矩阵变换器的异步电机直接转矩预测控制

针对传统矩阵变换器(Matrix Converter,简称MC)中异步电机直接转矩控制(Direct Torque Control,简称DTC)系统的矢量开关表设计复杂,开关频率不固定的缺点,引入预测DTC策略.通过定子磁链误差和转矩误差计算出定子电压矢量控制指令,使该误差在下一周期趋于零,然后利用MC空间矢量调制技术合成该矢量,以实现对MC的控制.建立了基于预测控制的实验系统,并与矢量控制进行了比较实验,结果表明将预测DTC应用到MC供电的调速系统中是可行的,既保持了DTC控制的快速响应特性,又有与矢量控制相同甚至更优的低频稳态运行性能.     

基于占空比控制的永磁同步电机新型直接转矩控制策略

永磁同步电机传统直接转矩控制在电机低速运行时存在着转矩脉动大、开关频率不恒定等问题,本文在详细分析影响磁链和转矩脉动大小因素的基础上,提出了一种准确确定占空比大小的永磁同步电机新型直接转矩控制方法.该方法基于精确的数学模型利用转矩误差计算出当前所选有效电压矢量的作用时间在整个采样周期中的占空比,实时地调整有效电压矢量的作用时间.仿真和实验结果表明,基于占空比控制的永磁同步电机直接转矩控制在保持传统直接转矩控制优点的基础上,能够有效减小转矩脉动,改善了传统直接转矩控制系统性能.     

基于滑模变结构的异步电机直接转矩控制研究

根据异步电机在同步旋转坐标系下的数学模型和滑模变结构理论设计了一种基于转矩误差和磁链误差的滑模控制器,利用获得的参考电压矢量,通过空间电压矢量调制得到逆变器开关控制信号。仿真研究验证了该控制策略在减小转矩和磁链脉动,保证逆变器开关频率恒定的同时,对系统参数摄动和外部干扰表现出较强的鲁棒性。在此基础上,实际应用于基于VxWorks嵌入式系统的变频调速系统平台,取得了良好的控制效果。     

占空比调制的永磁同步电机直接转矩控制

针对如何确定占空比调制的永磁同步电机直接转矩控制的零矢量作用时间问题。根据电压矢量与电流转矩分量关系,分析了在不同转速下零矢量作用时电磁转矩的变化规律,引入占空比调制后低速区转矩脉动要小于中高速区转矩脉动。设计了基于占空比调制的永磁同步电机直接转矩控制系统,利用转矩偏差和定子磁链的偏差计算占空比,该方案易于实现,对电机参数误差不敏感。仿真和实验结果表明,该方法结构简单、鲁棒性强,能够明显改善低速性能。     

基于新型虚拟矢量调制方法的IPMSM模型预测电流控制方法

模型预测控制方法已经被广泛应用于内置式永磁同步电机（IPMSM）的控制之中,传统模型预测控制方法由于候选电压矢量数量有限,在电机运行过程中会产生较大的电流和转矩谐波。为了增加候选电压矢量数量,提出了构建虚拟电压矢量的方法。但是在应用虚拟矢量调制方法时,系统计算的负担会随虚拟矢量数量的增加而增加,因此控制效果会受到系统计算能力的限制。针对此问题,该文提出了一种新型的虚拟电压矢量调制方法,首先将电压扇区进行细分来增加虚拟电压矢量的数量,然后通过对指令电压矢量坐标进行标幺化处理的方法求得其角度,最后从基础和虚拟电压矢量之中由角度搜索选出最优电压矢量。在该方法中,系统的计算量大小与虚拟电压矢量的数量无关,因此可以在不增加系统计算负担的情况下提升系统的控制性能。实验结果表明,与虚拟矢量数量受到限制的虚拟矢量预测控制方法相比,该方法有效减少了三相电流谐波含量,并且减少了控制算法的执行时间。     

基于广义双矢量的永磁同步电机双模型预测转矩控制

为了减少永磁同步电机(permant magnet synchronous motor,PMSM)模型预测转矩控制(model preictive torque control,MPTC)策略的转矩脉动,提出了一种基于广义双矢量的PMSM双模型预测转矩控制策略。控制策略将基本电压矢量组合扩展到广义双矢量,将基本电压矢量组合选取与作用时间计算分两次模型预测转矩控制处理,在每个控制周期先选择两个基本电压矢量,再计算其作用时间。仿真结果说明,与传统占空比模型预测控制相比,明显减少了转矩脉动。     

基于占空比调制的模块化多电平换流器模型预测控制

近年来,模型预测控制因其原理简单、控制方式直接、多目标控制容易实现等优点被广泛应用于模块化多电平换流器(MMC).但当前的模型预测控制方法主要存在开关频率不固定、各模块功率损耗不均衡、平均开关频率较高等问题.文中提出一种基于占空比调制的模型预测控制方法.首先,根据交流输出电流和环流的控制目标,利用MMC离散数学模型,逆...     

基于预测占空比的无刷直流电机转矩脉动抑制

无刷直流电机通常采用两相导通六步控制的驱动方案,但由于存在周期性的转矩脉动,限制了在伺服系统等高精度场合的应用。本文提出了一种预测占空比的转矩脉动抑制方案。结合电机不同运行状态下的数学分析,通过预测PWM工作状态下的占空比,可以在全速域下实现非换相期间导通相相电流恒定、换相期间非换相相电流恒定,从而有效抑制转矩脉动。仿真结果验证了该理论的正确性,在稳态和动态情况下都可以有效抑制转矩脉动。     

基于改进离散空间矢量调制的直接转矩控制系统

提出一种基于离散空间矢量调制(DSVM)技术的异步电机直接转矩控制(DTC)的改进算法,并对其进行仿真研究。在DSVM技术中,每个采样周期分为3个相等的时间段,每个时间段中作用1个电压矢量。改变这3个电压矢量的作用顺序,不会改变最终的控制目标,但是对转矩脉动有很大影响。通过分析每个采样周期中的转矩波形,得到优化的电压矢量选择表。在MATLAB/Simulink下对DSVMDTC系统进行建模仿真,详细阐述模型结构。最后,给出仿真运行结果并进行分析。仿真结果证明所提出的DSVMDTC算法能够进一步减小转矩脉动。     

异步电机低开关损耗的模型预测直接转矩控制

提出一种新颖的异步电机低开关损耗的模型预测直接转矩控制方法。通过建立异步电机离散时间预测模型,对不同开关矢量作用下的系统输出矢量进行轨迹外推,形成长预测范围的输出轨迹。同时分析三电平逆变器在开关切换时产生的开关损耗,以逆变器的平均开关损耗为价值函数,对不同开关矢量作用的输出轨迹进行在线评估,得到最优的开关矢量并将其作用于逆变器,从而有效降低了逆变器的开关损耗。仿真结果表明,基于该方法的驱动系统逆变器的开关损耗低,电机转矩和磁链动静态性能良好。     

永磁同步电机模型预测转矩控制综述

与传统控制方式相比,永磁同步电机(PMSM)模型预测控制(MPC)可以达到更好的控制效果,控制效果直接决定了整个电机驱动系统的性能.针对PMSM的MPC发展过程进行梳理,主要对单矢量、双矢量以及三矢量的模型预测转矩控制(MPTC)控制方法进行了分析和比较,并讨论了存在的问题以及未来发展方向.     

异步电机无速度传感器简化模型预测转矩控制

此处提出一种基于自适应状态观测器的异步电机无速度传感器简化模型预测转矩控制(MPTC)方法,采用自适应状态观测器对电机的转子速度、定/转子磁链和电磁转矩进行精确估计,由于省去了脉宽调制(PWM)和速度传感器,因此具有成本低、可靠性高的优点。采用归一化设计方法简化代价函数构造过程,无需权重系数设计,降低了MPTC算法的复杂度。最后在两电平逆变器异步电机平台上进行实验验证,结果表明,基于自适应状态观测器的异步电机无速度传感器简化MPTC系统在较宽的速度范围内都具有良好的动静态性能。     

基于预测控制的双三相异步电机直接转矩控制策略

介绍了一种新颖的双三相异步电机直接转矩控制(DTC)策略。该策略根据预测控制算法来跟踪转矩和磁链的设定值,转矩和磁链的误差可在一个控制周期内得到补偿,从而有效降低转矩和磁链的脉动。通过系统仿真,验证了该控制策略是正确有效的。