异步电机直接转矩控制系统分段启动方法

针对异步电动机直接转矩控制系统启动时磁链和转矩建立过快易产生定子过电流,而过流时施加零电压矢量引起转矩波动较大、定子磁链轨迹严重畸变,造成启动过程不稳定,甚至启动失败等问题,提出一种带电流滞环控制的分段启动策略.在启动过程中对磁链、转矩的幅值分段控制,使磁链、转矩逐渐增加,保证加快启动又避免磁链和转矩建立过快而使定子电流过流.利用Matlab对分段启动方法进行仿真.结果表明分段控制策略获得了比较满意的性能.     

梯形波相电流驱动六相感应电机建模与控制

针对交流电机的气隙磁链定向控制具有气隙磁通能被直接测量的优点,但要实现气隙磁链定向控制必须采用派克变换算法,使控制系统复杂化和运算量大等缺点,提出了一种气隙磁链定向控制策略:即六相感应电机梯形波相电流控制。该梯形波相电流由励磁电流和转矩电流组成,在该梯形波相电流驱动下六相定子绕组可以分为励磁绕组和转矩绕组,模拟直流电机实现励磁磁场和转矩的直接控制而不需要复杂的派克变换。采用有限元分析,研究六相电机的主要性能,建立六相电机定子相电路模型。整个六相电机驱动系统的性能通过实验完成。结果表明该种控制方案可以真正实现磁链和转矩的独立控制,使控制器结构简单,具有便于实现特点。     

考虑铁损的感应电机直接转矩控制的效率优化

建立了考虑铁损时的感应电机数学模型,在分析电机损耗和定子磁链的关系的基础上,提出了一种通过优化定子磁链实现感应电机直接转矩控制变频调速系统的效率最优控制策略。研究了不同负载转矩和转速条件下电机损耗与定子磁链之间关系,推导出电机损耗与负载转矩和定子磁链的表达式,进而确定了损耗极小时的最优定子磁链幅值。仿真结果表明该策略能明显降低感应电机直接转矩控制系统的功率损耗,提高运行效率。     

效率最优的感应电机无差拍直接转矩控制

提出了一种感应电机无差拍直接转矩控制系统的效率最优控制方法.在定子磁链定向坐标系中,以定子磁链和转子磁链为状态变量,导出了空间矢量无差拍直接转矩控制的电压控制律.分析了电机损耗与转矩、转速和定子磁链之间的关系,给出了电机稳态运行时效率最优的定子磁链幅值计算公式,实现了感应电机无差拍直接转矩控制变频调速系统的效率最优控制.实验结果表明,给出的优化控制策略,在保持无差拍直接转矩控制快速动态响应特性的同时,电机轻载运行效率得到显著提高.     

一种改进的离散空间矢量调制方法

针对异步电动机直接转矩控制(DTC)系统在低速时存在转矩脉动等缺点,提出了一种改进离散空间矢量调制的方法,仿真结果表明,该控制方法能有效地减小转矩脉动,改善定子磁链和电流的波形,改善电机的低速性能。     

低转矩磁链脉动型电励磁同步电机直接转矩驱动系统的研究

电励磁同步电动机定子电感通常较小,转子阻尼绕组的存在使得电机暂态电感更小。若采用转矩及磁链滞环型直接转矩控制(基本DTC)策略电机电磁转矩及定子磁链脉动较大。针对电励磁同步电动机引入一种空间矢量调制型直接转矩控制(SVM-DTC)策略。它基于电励磁同步电动机中转矩角控制电磁转矩原理,利用空间电压矢量合成出最佳电压矢量实时补偿定子磁链矢量误差,以达到减小电动机在运行中电磁转矩及定子磁链脉动量之目的,同时又能基本维持开关频率恒定。仿真和实验结果证明,与基本DTC相比较,SVM-DTC电磁转矩和定子磁链脉动大幅度降低;电机起动电流峰值大大减小,稳态电流畸变较小;同时系统能够平稳地由恒转矩区过渡到弱磁区运行。     

基于转矩预测的直接转矩控制系统的实现

针对感应电动机直接转矩控制低速时转矩脉动大的问题,分析了转矩脉动的原因,并提出了一种转矩预测方法,实验结果表明,该方法能有效地减小转矩脉动、改善定子磁链和电流波形。     

异步电动机直接转矩控制转矩脉动最小化方法研究

在传统的异步电动机直接转矩控制中,低速运行时定子电流的低次谐波成分比较大,这导致电机在低速时存在较大的转矩脉动问题,针对此问题本文提出一种新的控制方法.在传统直接转矩控制的基础上,推导出异步电动机全速度磁链观测数学模型.为进一步提高转矩响应速度和减小转矩脉动,又在全速度磁链模型的基础上引入了模糊逻辑思想,提出了全速度模糊模型直接转矩控制.该模型把磁链相位角、磁链误差和转矩误差作为模糊变量,并对其进行合理的模糊分级,来优化电压空间矢量的选择.实验结果表明该方法不仅能够提高转矩响应速度,而且能够有效地解决转矩脉动问题,在全速度范围内具有较好的动静态性能.     

六相感应电机新颖控制策略下的转子电压研究

由于多相电机控制模式相对复杂,该文提出一种新颖的控制方式:即在六相感应电机定子侧通入梯形波相电流,使得其中三相为励磁绕组,另外三相为转矩绕组,从而实现励磁磁链和转矩磁链解耦模拟直流电机控制模式而省去复杂的派克变换。本文主要对磁势解耦时转子磁链和转子感应电压、电流进行了理论和有限元分析和计算,并实验测量了梯形波相电流驱动下六相感应电机转子感应电压、电流,结果表明有限元分析和实验结果是一致的。     

静止坐标系下无刷双馈感应电机的直接转矩控制

提出了一种静止坐标系下无刷双馈感应电机的直接转矩控制策略,推导了电磁转矩的计算方法,即分别在控制绕组和功率绕组各自静止的坐标系观测其磁链、电流,进而计算转矩,以避免旋转坐标变换,减少对电机参数的依赖。构建了同时适用于亚同步及超同步电动运行状态的开关表。除了需要多观测一个定子绕组的电压、电流之外,系统结构和异步电机直接转矩控制系统一样简洁明了。样机的稳态及动态实验结果表明,在亚同步、超同步及同步等较宽的转速范围内转矩观测稳定、准确;在速度给定阶跃变化及负载扰动的动态过程中,系统运行稳定。     

利用定子磁链检测器的异步电机直接转矩控制系统调速方案

直接转矩控制广泛应用于异步电机调速系统中,但其磁链模型中积分环节迟滞偏移较大,以致转矩和定子电流都含有很强的脉动分量。提出了三电平供电定子磁链全速检测的异步电机直接转矩控制系统调速方案,通过在定子磁链观测模型中加装高通滤波器和低通滤波器,实现对定子磁链和转矩的全速跟踪,有效地改善了异步电机直接转矩控制系统的低速运行状况,并通过仿真验证了方案的可行性和有效性。     

变速抽水蓄能机组启动与制动策略研究

针对变速抽水蓄能机组的启动与制动问题,研究了将电机定子短接,利用交流励磁系统启动与制动机组的策略。建立了定子绕组短接,电机按照定子磁场定向的数学模型,推导了定子磁通观测器,分析了电机启动和制动过程中转矩电流的电压极限、电流极限和转矩极限,提出了机组的启动和制动策略。搭建了RTDS试验平台,对1台300 MW变速抽蓄机组的启动和制动策略进行了试验研究,结果表明该方案具有良好的启动和制动性能。     

笼形转子无刷双馈电机启动特性分析

无刷双馈电机在启动过程中受到功率绕组和控制绕组产生的异步转矩的综合作用,使得电机启动过程比较复杂,而采用合理的启动方法是改善BDFM启动性能的根本途径.在Matlab/Simulink环境下,利用BDFM的转子速坐标系下的d-q数学模型,对BDFM在不同启动方法下的启动性能进行了仿真分析,对比研究了异步启动、直流同步、亚同步以及超同步过渡过程中电流等参数的变化规律.研究结果表明:采用单馈异步启动的方法容易实现,但可能会产生较剧烈的振荡或失步现象,转动惯量和负载转矩等参数会影响电机异步启动后的稳定速度.双馈变频启动方法虽可实现平稳启动,但控制复杂.     

具有效率优化计算的异步电动机自抗扰与滑模直接转矩控制

为了克服异步电动机直接转矩控制中转矩和电流脉动大等缺点,设计改进的自抗扰速度控制器取代传统的比例积分(PI)控制器。根据异步电动机的数学模型以及滑模变结构控制理论设计了一种基于转矩误差和磁链平方误差的新型滑模控制器。考虑电机运行过程中负载转矩未知问题,设计了一种基于Super-twisting算法的负载转矩观测器。Super-twisting定子磁链观测器的应用提高了观测精确度。通过效率优化计算得出稳态时最优定子磁链,并将其引入调速系统。仿真试验结果表明,该控制策略有效地减小了转矩和电流脉动,并且对外部扰动具有较强抑制作用,同时能够降低电机运行损耗,具有良好的动态和稳态性能。     

一种改进型无速度传感器异步电机直接转矩控制系统

在传统无速度传感器异步电机直接转矩控制系统基础之上进行了改进,引入了变结构控制和无速度传感器技术,设计出电机定子磁链控制器和电磁转矩控制器,并应用Lyapunov第二方法推导出转子转速和定子电阻辨识方程。通过Matlab/Simulink的仿真,验证了改进后的系统比传统系统具有更好的稳态性能,并具有良好的鲁棒性。     

高启动转矩电机技术在异步电机转子改造中的应用

对异步电机的启动过程进行了分析,对普通异步电动机用于驱动重载启动设备而造成频繁损坏的机理进行了合理的解释。然后通过改进普通异步电机的电磁设计,采用维持定子不变,对转子铁心、导条、端环进行重新设计的方法,优化设计,得到理想的启动性能,使得原电机的启动转矩提高,启动时间缩短,避免了转子的损坏。在解决普通异步电机驱动重载启动设备易损坏的问题中,找到了一条低成本投入、高性能输出的有效途径。     

可控电抗器及其在异步电动机软起动中的应用

异步电动机起动时最初起动电流很大,可达4~7倍额定电流。本文提出了一种新型软起动方案,即在电动机定子回路中串入可控电抗器来限制起动电流,实现软起动。磁控式可控电抗器高压工作绕组和低压控制绕组隔离,大大提高了其工作可靠性,其串联在电动机定子绕组中限流作用明显且不消耗能量。仿真和实验平台表明,异步电机起动平稳。     

基于定子磁链规划的异步电机最优效率控制

针对异步电机效率优化问题,提出了在直接转矩控制下采用定子磁链规划的最优效率控制方法。基于电机的损耗模型,通过效率优化算法在线检测计算各个定子磁链值对应的功率损耗并进行在线搜索,寻求消耗功率最小的定子磁链值。仿真结果表明该方法能够减小异步电机轻负载时的输入功率,明显提高电机在轻负载情况下的稳态运行效率,同时保持较好的转矩动态性能,并且收敛速度较快。     

异步电动机低转矩脉动直接转矩控制研究

针对异步电动机直接转矩控制中存在的转矩脉动问题,提出了一种基于多扇区的转矩脉动抑制策略.通过减小磁通在旋转过程中的空间角度,使磁通与电压矢量间的夹角趋向于连续,从而降低电压矢量步进式切换造成的脉振转矩,同时提取电压空间中的主矢量,以对称地改变定子磁通幅值并消除电流畸变引起的转矩脉动.仿真结果表明,该方案能有效降低异步电动机低速运行时的转矩脉动,提高直接转矩控制系统的响应特性.     

基于神经网络DTC的电力牵引控制系统的研究

在电力牵引控制系统中,低速区Rs的变化带来一系列问题,特别是定子电流和磁链的畸变,会引起转速脉振.从交流传动电力机车运行特性要求出发,对异步牵引电机控制方案进行了探讨和优化设计,采用神经网络直接转矩控制(DTC)的控制策略控制电力牵引机车,对启动及负载突变时电机的性能进行分析,验证了此方法可以有效改善异步电动机的动态性...