异步电机定子磁链的间接观测方法

磁场控制是实现高性能交流调速方法（矢量控制、直接转矩控制等）的基础。目前,为了尽可能地减少调速系统对电机参数特别是转子参数的依赖,提高控制系统的鲁棒性,按定子磁场控制的磁场控制法已越来越得到重视。磁场控制的关键是磁链的正确计算,本文仔细分析了目前常用的几种异步电机定子磁链的观测方法,讨论了各自的实质及其优缺点,通过数值仿真对其误差收敛性及由参数变化造成的观测误差进行了定量分析。     

一种转矩优化的异步电机弱磁控制方法

通过对异步电动机的数学模型的介绍,明确了异步电动机达到最大转矩所必须满足的条件.由于在传统的电压闭环控制方法下,励磁电压和转矩电压不能充分利用母线直流电压,因此提出了电压闭环检测法的改进方法,该方法将空间矢量脉宽调制(SVPWM)相邻向量作用时间作为进入弱磁控制的标志.通过MATLAB/Simulink实现了传统电压检测方式和改进方式的弱磁控制,仿真结果显示改进方式在转矩优化及速度响应上效果明显.     

定子磁场定向异步电机弱磁运行特性研究

虽然很多学者提出了各种定子磁场定向异步电机弱磁最大转矩控制策略,但是弱磁区域运行时电机特性的定量分析却很少有文献涉及.针对该问题,对弱磁区域运行的定子磁场定向控制异步电机特性进行了详细的定量分析.基于异步电机Г型等效电路,推导出弱磁运行区域一电机阻抗角的极小值和相应同步角频率,以及进入弱磁区域二的同步角频率及电机运行特征值.弱磁区域转折频率和最大转差值的仿真结果与理论值相比,误差不超过3％.搭建了试验平台,实现了弱磁运行区域的最大转矩输出.试验结果表明,电机内部变量的变化规律与理论分析一致,转折频率与理论值误差不超过5％,电压和电流幅值与理论极限值的误差不超过6％.     

一种改进的直接转矩控制系统定子磁链观测方法

传统的直接转矩控制系统的定子磁链电压-电流（u—i）观测模型存在低速性能差和直流偏置误差的问题，影响了系统的控制效果。现提出了一种新型的直接转矩控制系统的定子磁链观测模型，采用一阶低通滤波器替换u-i模型中的纯积分环节，并引入PI闭环校正环节来补偿磁链观测的直流偏置误差。实验表明，该磁链观测器精度高，对电机参数的鲁棒性好，并能够有效地解决直流偏移误差问题。     

一种改进的直接转矩控制系统定子磁链观测方法

传统的直接转矩控制系统的定子磁链电压-电流(u-i)观测模型存在低速性能差和直流偏置误差的问题,影响了系统的控制效果。现提出了一种新型的直接转矩控制系统的定子磁链观测模型,采用一阶低通滤波器替换u-i模型中的纯积分环节,并引入PI闭环校正环节来补偿磁链观测的直流偏置误差。实验表明,该磁链观测器精度高,对电机参数的鲁棒性好,并能够有效地解决直流偏移误差问题。     

直接转矩控制中一种磁链估计新方法

将直接转矩控制（ＤＴＣ）与定子磁链定向矢量控制（ＳＦＯＶＣ）相结合,利用ＤＴＣ中电压矢量的空间位置角,推导出ＳＦＯＶＣ中的磁链定向角,然后根据旋转坐标系中ｄ轴和ｑ轴电流分量,建立定子磁链估计的数学模型,宋可使中磁链的估计更简便晚行出更精确。给出了一个７．５ＫＷ交流电机ＤＴＣ的实验结果,证明了理论分析是正确的实用的     

电动汽车用异步电机弱磁运行的最大转矩控制

对异步电机的弱磁运行作了深入分析，给出了弱磁运行时最大转矩控制的实现方法，可满足电动汽车对电机驱动系统的高转矩输出要求，实现方法简单可靠。理论分析和仿真结果都验证了该方法的正确性和可行性。     

一种基于混合型磁链观测器的异步电机直接转矩控制

由于异步电机定子电阻压降的存在,传统6扇区直接转矩控制所选电压矢量在扇区交界处可能失效,通过采用12扇区切换方法有效提高了控制的可靠性。针对电压模型和电流模型定子磁链观测器各自的特点,提出了一种适用于高采样频率的新型电压和电流混合模型观测器,建立了定子磁链观测值与真实值的频率响应方程。在电机参数变化情况下,从频率响应特性和仿真两个方面对比分析了三种磁链观测器的性能。最后通过试验证明了所提出观测器的有效性。     

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：     

定子磁链直接控制的新型PWM法

本文提出了一种基于定子磁链直接控制的新型ＰＷＭ方法，通过变换直接转矩控制的结构对定子磁链的直接控制，最终实现ＰＷＭ方式的变频调速，实验结果显示，输出相电流谐波分量小，运转平稳。     

基于定子磁链电压模型的感应电动机新型控制策略

针对感应电动机调速系统,基于定子磁链的电压模型提出了一种新型控制策略,实现了对电磁转矩和定子磁链模值的动态控制,调速系统的控制部分主要由转速调节器、转矩调节器、磁链调节器和定子电压计算模块等组成。根据转矩调节器和磁链调节器的输出值,定子电压计算模块计算出定子电压矢量,使电磁转矩和定子磁链模值跟踪各自给定值的变化。这种控制策略的特点是结构简单,计算量小。仿真结果验证了这种新型控制策略的有效性。     

一种基于新型积分算法感应电机定子磁链估算方法的研究

提出了一种基于新型积分算法的异步电机定子磁链估算方法。该方法有效地解决了纯积分算法的初值不可知及积分溢出问题,且估算精度高。新型算法由数值积分、减法和乘法等基本环节构成,运算量小、易实现。仿真和实验结果表明,新型磁链估算方法在估算值的精度方面明显优于传统采用低通滤波器的方案,易于在工程实践中应用。     

一种低速下磁链观测补偿的新方法

在电压模型磁链观测中,常用一阶惯性环节代替纯积分环节,解决直流偏置和初始值等问题。但低速时在磁链观测上的误差,会直接影响直接转矩控制系统的效率和性能。本文从理论上和仿真上对低速下的磁链和转矩的观测误差进行了分析,提出了一种新型的在低速下采用电压模型观测异步电机定子磁链的补偿方法。该方法采用检测电机定子电流在低速下对滤波器截止频率进行动态调整的补偿方法,给出了原理框图和实现方法。在数字控制系统中,该补偿方法具有简单、容易实现的优点。并对补偿前后的观测结果进行了仿真比较和试验。仿真和试验结果表明经补偿后直接转矩控制系统的低速性能有十分明显的提高,从而证实了该补偿方法的有效性。     

感应电机直接转矩控制系统

为了确定影响感应电机直接转矩控制系统稳态性能的主要因素,使用自己开发的仿真软件包进行了仿真实验分析,指出了定子电阻、磁链滞环容差和转矩滞环容差是影响感应电机直接转矩控制系统性能的三个主要因素.定子电阻主要对磁链轨迹影响较大,磁链滞环容差和转矩滞环容差主要影响定子电流谐波和电机转矩,并提出了一些补偿措施.这些结论为进一步改进系统性能提供了一些依据.     

直接转矩控制定子磁链观测新方法

直接转矩控制中定子磁链的观测极为重要,目前主要采用u-i模型来计算磁链。由于u-i模型与定子电阻有关,在低速时定子电阻压降影响了磁链的观测精度,严重时会导致控制系统失灵。这里从电机数学模型出发,推导出新的磁链计算公式,该公式不含有定子电阻参数,并通过Matlab仿真研究和样机实验验证了该方法的正确性和可行性。     

感应电机Super-twisting算法定子磁链观测器设计

为了提高感应电机定子磁链的观测精确度,提出了一种基于Super-twisting算法的磁链观测方法,设计了定子磁链观测器,并应用到感应电机直接转矩控制中。依据滑模变结构控制的鲁棒性特点来抑制多输入多输出定子磁链观测器系统中的扰动。利用Super-twisting算法所需信息少的优点,设计了简单的控制律,从而更适合于实际工程应用。在对观测器稳定性进行分析时,将转速和耦合量看作扰动来处理,并给出了系统一致渐近稳定的充分条件。与常规电压模型法相比,基于Super-twisting算法的定子磁链估算值更加准确,且对电机定子电阻参数变化具有更强的鲁棒性。仿真和实验结果验证了该方法的有效性。     

基于可编程级联数字低通滤波器的定子磁链估计器

为了提高定子磁链估计器的性能,提出了一种新的基于可编程级联数字低通滤波器的定子磁链估计器.介绍了可编程级联数字低通滤波器的基本结构,分析了其频率特性,给出了定子磁链估计器的结构框图和参数自适应律.这种定子磁链估计器能够有效地消除初始估计误差和离散化误差对估计结果的影响,减小由直流分量引起的估计误差.利用Matlab软件进行了仿真实验,给出了仿真实验结果,仿真实验验证了这种定子磁链估计方法的可行性.     

Compensation of stator iron loss of vector‐controlled induction motor using robust flux observer

A new vector control system of an induction motor is proposed in this paper to reduce the influence of iron loss, which has been difficult to deal with. Recently, many methods have been proposed to improve the accuracy of torque control, concentrating on the identification of parameters and the adjustment of the controllers. But, it is necessary for experts to tune parameters initially in those methods. The new method can reduce the influence of iron loss by using a robust flux observer. By adding current decoupling control for compensation of the iron loss, a vector control system with high torque linearity can be constructed. © 2001 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 137(3): 59–66, 2001     

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。     

高性能异步电机DTC定子磁链观测技术的研究

分析研究了常见的几种用于直接转矩控制(DTC)的定子磁链估计方法,对他们的性能做了比较,最终,优化设计了一种基于电压电流(u-i)模型自适应补偿的定子磁链估计方法。通过仿真分析,验证了模型的可行性并优化配置了参数。在此基础上,实际应用于基于TMS320F2812DSP的异步电机直接转矩控制系统实验平台,取得了良好的控制效果。