采用定子电阻辨识和无速度传感器的异步电机直接转矩控制模糊系统

为解决异步电动机直接转矩控制(direct torque control,DTC)中低速运行时定子电阻变化对系统性能影响较大的问题,提出了一种基于定子电阻辨识和无速度传感器的异步电机直接转矩控制模糊系统。其中定子电阻采用模糊神经网络进行辨识;电机转速采用基于转子磁链的模型参考自适应系统(model reference adaptive sys-tem,MRAS)法进行估计;同时采用三输入单输出的模糊控制器调节脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)信号占空比的异步电动机直接转矩控制的策略,三输入变量为转矩误差、磁链幅值误差和磁通角。此策略即在传统异步电动机直接转矩控制的基础上,用模糊控制器代替传统DTC中的滞环比较器和空间电压矢量状态选择器来细分控制规则,最后控制逆变器的开关,以减小低速时转矩和磁链脉动,提高系统转矩响应速度。仿真结果表明该系统可减小转矩和磁链脉动,提高系统的鲁棒性和自适应性,改善系统的动、静态品质。     

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。     

一种新颖的永磁同步电动机无位置传感器技术

无位置传感器技术是永磁同步电动机调速系统的一个发展方向.本文剖析了已有的两种典型直接估算方法,提出了一种新颖的无位置传感器技术.通过分别计算出定子磁链矢量角位移与转矩角,将后者从前者中减去得到转子磁链矢量的角位移进而得到转子速度信号,并采用改进积分器取代传统的积分器.该技术能有效地改善磁链原点漂移,提高直接转矩控制系统的磁链角位移与转速的求解准确度.仿真及实验研究结果表明,采用这种无位置传感器技术的永磁同步电动机调速系统,具有良好的调速控制性能.     

基于空间矢量无速度传感器的直接转矩控制

直接转矩控制是一种高性能的交流传动控制系统,无速度传感器控制的研究代表了直接转矩控制系统的一个发展方向.在空间矢量模型基础上,介绍一种新的无速度传感器永磁同步电动机的直接转矩控制,它能降低稳态时转矩、磁链和速度的波动.在全速范围无速度传感器应用中,能产生更好的稳态性能的同时保留了DTC的暂态优点.仿真结果显示,该方法有着比传统的DTC更好的性能.     

基于EKF PMSM定子磁链和转速观测直接转矩控制

针对传统直接转矩控制中存在电流、磁链和转矩脉动较大、及速度传感器的使用降低了系统可靠性、增加了系统成本等问题,提出基于扩展卡尔曼滤波器同时进行定子磁链和转速观测,实现了表面式永磁同步电动机无传感器直接转矩控制.该方法保持了直接转矩控制固有的转矩响应快和系统鲁棒性强的优点,降低了磁链和转矩脉动,并对电动机参数变化、负载扰动具有较强的鲁棒性,有效地改善了系统的动、静态运行性能,实验验证了该方法的可行性和有效性.     

无速度传感器直接转矩控制方案的设计和仿真

直接转矩控制是一种高性能的交流传动控制策略,无速度传感器控制的研究代表了直接转矩控制系统的一个发展方向.在直接转矩控制理论基础上,推导出一种基于定子磁链矢量增量来确定定子参考电压矢量的新型无速度传感器直接转矩控制方案.该方案还能对转矩和磁链实现良好的控制功能.计算机仿真结果证明了方案的可行性.     

基于无速度传感器预测控制DTC系统研究

提出了一种基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)预测控制方法的无速度传感器直接转矩控制(DTC)系统方案.根据转矩和定子磁链的误差,计算下一个控制周期输出的电压矢量,使该误差趋于零,并采用SVPWM调制方式合成该电压矢量,使开关频率恒定;选择合适的磁链检测方法,并基于模型参考自适应(MRAS)方法实现了无速度传感器的转速检测.在自主设计的变频器样机上实现了该系统方案,得到了较为理想的实验结果,并验证了系统设计方案的可行性.     

Five-Phase Interior Permanent-Magnet Motors With Low Torque Pulsation

High torque pulsation is a major disadvantage of most interior permanent-magnet (IPM) motor configurations. Choosing the proper number of stator slots and winding distribution as well as increasing number of phases are among the possible solutions for reducing torque pulsation. In this paper, five-phase IPM motor with fractional-slot stator is studied. It is shown that despite other IPM motors, the new five-phase IPM motor with fractional slot has a very low torque pulsation. For comparison purposes, a five-phase IPM motor with common configuration is also considered. It is shown that the torque pulsation of the proposed fractional-slot five-phase IPM motor is much lower than the conventional five-phase IPM motor. Nonlinear finite-element method is used to analyze different machine configurations. A prototype four-pole five-phase IPM motor with 15 stator slots has been built and is used for experimental verification     

基于三电平逆变器供电的电机直接转矩控制系统

针对电机调速系统中使用较多的三相交—直—交电压型逆变器供电的直接转矩控制系统中转矩脉动、磁链脉动较大等诸多问题,提出采用三电平逆变器供电的直接转矩控制方案,可以为定子磁链矢量幅值以及相位控制提供更多的控制自由度,从而有效解决转矩、磁链脉动等问题,并在试验基础上,对整个控制系统的工作原理进行介绍.     

一种新颖的无传感器异步电动机直接转矩控制系统

磁链的准确估计是无传感器直接转矩控制系统的关键,本文提出了新型改进低通滤波器和PLL锁相环技术相结合的磁链估计新方法.该方法提高了定子磁链的估计精度,改善了无传感器异步电动机直接转矩控制系统的动静态性能.仿真结果和实验结果表明了基于新方法的无传感器直接转矩控制系统的良好动静态性能及其对定子电阻的鲁棒性.     

永磁同步电机两种磁场定向控制策略的比较

简要分析了永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)矢量控制和直接转矩控制的基本原理.矢量控制基于转子磁场定向,利用解耦思想将电机电流分解为转矩电流和励磁电流,并分别加以控制,从而获得高性能的控制效果.直接转矩控制基于定子磁场定向,以电机转矩为控制对象,通过实时观测电机转矩和定子磁链,利用滞环控制器和开关选择表控制逆变器功率器件的开关状态,输出合理的电压矢量,达到对转矩和定子磁链控制的目的.以TMS320LF2407A为控制芯片,并采用智能功率模块,搭建了实验平台,对这两种控制策略的初步实验测试结果表明,直接转矩控制的动态响应特性与矢量控制相差不大,但存在明显的电流和转矩波动.     

磁通观测改进的无速度传感器DTC系统

针对定子电阻摄动与积分漂移对直接转矩控制(DTC)性能的影响,在分析直接转矩控制特点的基础上,推导了以电机有功功率为基础的定子电阻辨识算法与以反电动势为基础的定子磁链辨识算法,并将坐标系定向于定子电流矢量上推导出转速估计算法.以此建立的直接转矩控制系统,定子电阻辨识算法不依赖电机其他易变参数,转速估计中未使用转子电阻或转子时间常数;通过4kW感应电机无速度传感器DTC系统仿真试验表明,积分漂移得到有效抑制,估计速度与实际速度良好吻合,系统具有较好调速性能.     

Speed-sensorless direct torque control of induction motors using anadaptive flux observer

This paper presents a new sensorless induction motor drive. The drive uses an adaptive flux observer for speed estimation and the discrete-time direct torque control technique for torque and stator flux control. The adaptive flux observer uses a mechanical model to improve the behavior during speed transients. The estimated stator flux of the adaptive observer is used in the discrete-time direct torque control method to provide fast torque response combined with torque-ripple-free operation over the whole speed range. The sensorless drive system is capable of working from very low speed to high speed and exhibits good dynamic and steady-state performance. The steady-state and dynamic performance of the proposed sensorless drive using simulation and experimental results are demonstrated     

关于异步电机直接力矩控制的研究

直接力矩控制是交流调速中一种新颖、有效的控制方法。首先介绍了异步电机的数学模型 ,在此基础上对直接力矩控制进行了理论分析 ,并介绍其磁通、力矩控制方法 ,给出磁通观测器和力矩观测器 ,同时也对无速度传感器的直接力矩控制作了简要介绍     

基于扰动转矩观测器PMSM无位置传感器控制系统

使用控制算法实现永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制是目前电机控制领域研究热点.提出一种基于低速脉冲高频定子磁链注入的PMSM无位置传感器控制系统,并对传统定子磁链估计器进行改进,将高频信号引入低通滤波器中以提高电机低转速运行时定子磁链估计器的精度.针对PMSM中低速运行时无位置传感器控制系统易受转矩脉动影响的情况...     

A modified direct torque control for induction motor sensorlessdrive

Direct torque control (DTC) is known to produce quick and robust response in AC drives. However, during steady state, notable torque, flux and current pulsations occur. They are reflected in speed estimation, speed response, and also in increased acoustical noise. This paper introduces a new direct torque and flux control based on space-vector modulation (DTC-SVM) for induction motor sensorless drives. It is able to reduce the acoustical noise, the torque, flux, current, and speed pulsations during steady state. The DTC transient merits are preserved, while better quality steady-state performance is produced in sensorless implementation for a wide speed range. The flux and torque estimator is presented and an improved voltage-current model speed observer is introduced. The proposed control topologies, simulations, implementation data, and test results with DTC and DTC-SVM are given and discussed. It is concluded that the proposed control topology produces better results for steady-state operation than the classical DTC     

基于滑模和空间矢量调制的永磁同步电动机直接转矩控制

针对永磁同步电动机(IPMSM)的常规直接转矩控制(DTC)中存在的磁链转矩脉动大和开关频率不恒定等问题,在建立定子磁链坐标系下永磁同步电动机数学模型的基础上,提出了一种基于滑模和空间矢量调制(SVM)的新型DTC方法,该方法利用转矩和磁链滑模控制器(SMC)替代常规DTC中的磁滞比较器和开关策略,再结合空间矢量调制方法控制逆变器运行。仿真和实验结果证明了这种基于空间矢量调制的直接转矩控制方法可以有效地减小常规直接转矩控制中的磁链和转矩脉动,并使逆变器工作在恒定的开关频率下。     

异步电动机的直接转矩控制系统的设计

直接转矩控制（DTC）是继矢量控制后的一种高性能控制方法。文中提出了一种基于TMS320C32 DSP的直接转矩控制系统实现方案，通过硬件和软件设计，实现了无速率传感器的异步电动机的直接转矩控制。实验结果表明，该方案的可行性。     

基于波波夫超稳定性的无刷双馈电机直接转矩控制

在无刷双馈电机直接转矩控制系统中,定子参数变化会引起电机特性不稳定。基于模型参考自适应控制策略(model reference adoptive strategy,MRAS)设计了一种新型的磁链、速度自适应观测器,以无刷双馈电机的定子电流及磁链为状态变量,将磁链观测和速度辨识结合在一起,定子磁链观测值直接应用于直接转矩控制算法中,构建了无速度传感器无刷双馈电机直接转矩控制系统。采用波波夫超稳定性理论确定速度自适应律,建立了Matlab/Simulink环境下直接转矩控制系统的仿真模型。仿真研究结果表明,所提出的磁链、速度自适应观测器可实现定子磁链、速度的精确辨识,磁链轨迹可以保持容差范围内的圆形,有效减少无刷双馈电机定子电阻变化对系统运行特性的影响,提高了系统的稳定性和鲁棒性。     

Speed sensorless torque control of an IPMSM drive with online stator resistance estimation using reduced order EKF

Speed sensorless control of an interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM) based on direct torque control (DTC) is proposed in this paper. The rotor speed and position of the IPMSM are estimated based on an active flux concept, where, the active flux vector position is identical to the rotor position. The proposed algorithm does not require neither high frequency injection signal nor complicated schemes even at vary low speed operation. Torque/ flux sliding mode controller (SMC) combined with space vector modulation is proposed to improve the performance of the classical DTC. Stator resistance value is required for a stator flux and electromagnetic torque estimation. Its variation due to temperature or frequency degrades the scheme performance, especially, at low speed operation. To overcome this problem, a reduced order extended Kalman filter (EKF) is proposed to update online the stator resistance. The advantages of the direct torque control, sliding mode controller, and speed sensorless control are incorporated in the proposed scheme. Simulation works are carried out to show the ability of the proposed scheme at different operating conditions. The results demonstrate the activity of the scheme at wide range speed operation with load disturbance and parameters variation.