电力推进船舶永磁容错电机矢量控制策略对比分析

针对电力推进船舶推进电机性能与控制策略相匹配的问题,本文对电推船用永磁容错电机提出了空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)和电流滞环跟踪控制(CHBPWM)两种不同的矢量控制策略。结合H桥逆变电路结构和工作原理,从谐波和控制效果方面对比分析了SVPWM和CHBPWM的区别和联系,并在Matlab/Simulink中建立了三相永磁容错电机的矢量控制仿真模型,搭建矢量控制系统实验平台。由仿真和实验结果可知,相对于CHBPWM控制,SVPWM控制对直流侧电压的利用率更高,可降低转矩脉动,而CHBPWM控制则可优先用于对转速、转矩响应速度要求较高的场合。因此可根据电推船不同的用途、需求等选用不同的控制策略。     

基于SVPWM的永磁同步电机调速系统设计

在掌握空间矢量脉宽调制原理(SVPWM)的基础上,建立永磁同步电机(PMSM)的双闭环调速系统,采用电压空间矢量调制获取三相PWM波形的脉冲宽度,进而通过电压源逆变器对电机速度进行调节。搭建系统仿真模型,分析了基于SVPWM的PMSM调速系统的可行性。以单片机STM32F103为控制核心进行实验设计,以实验结果来表明该PMSM调速控制系统在实际应用中的有效性。     

基于SVPWM控制策略的PMSM驱动系统

在详细研究空间矢量脉宽调制（Space Vector Pulse Width Modlulation,SVPWM）基本原理和实现方法的基础上,分析了永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）的矢量控制策略,在Matlab/Simulink环境下建立基于SVPWM控制策略的转速和电流双闭环永磁同步电机调速系统仿真模型,并进行实验仿真;以英飞凌单片机XC2267为硬件驱动进行永磁同步电机SVPWM控制策略的实验验证,利用CAN总线分析仪对电机运行状态进行检测。仿真和实验结果表明了SVPWM控制策略在永磁同步电机驱动系统应用中的有效性,为相关电机控制系统的设计和调试提供了相应思路。     

基于SVPWM的永磁同步电机矢量控制系统的建模与仿真

在分析永磁同步电机(PMSM)数学模型和矢量控制(VC)原理的基础上,阐述了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)的原理及算法,并在Matlab/Simulink环境下构建了基于SVPWM的PMSM磁场定向VC系统仿真模型.仿真结果表明,基于SVPWM的控制系统具有更好的控制性能,说明了该仿真模型的正确性和有效性.     

电动汽车用三相开绕组永磁同步电机的控制及容错运行

设计了一种新型电动汽车驱动与充电一体化拓扑结构,建立了三相开绕组永磁同步电机(TPOW-PMSM)在两相旋转d、q坐标系下的数学模型。研究了单电源供电的两并联逆变器电压矢量的空间分布状况,当系统处于正常运行状态时,采用了一种中矢量六边形空间矢量脉宽调制(MVH-SVPWM)控制策略,设计了转速、电流双闭环矢量控制系统,实现了系统的无零序电压运行。以单管故障且故障相开路为例,研究了两并联逆变器故障后的电压空间矢量分布,两并联逆变器经拓扑重构为两相2H桥逆变器拓扑,基于该拓扑结构设计了一种改良的小矢量六边形空间矢量脉宽调制(SVH-SVPWM)控制策略并给出了实现方法。TPOWPMSM系统的仿真和样机实验结果表明:本文控制策略能够保证TPOW-PMSM系统在容错前、后都运行状态良好,验证了本文控制策略的有效性和正确性。     

一种永磁同步电机控制系统仿真建模的研究

根据永磁同步电机数学模型和SVPWM算法,介绍了空间矢量脉宽调制的基本原理及实现方法.为了更好地验证矢量控制系统实际设计过程中各部分输出特性的正确性并为其设计提供必要的参数,利用Simulink工具箱搭建了永磁同步电机控制系统的速度和电流双闭环仿真模型,并通过实例电机的仿真,给出了仿真波形,验证了id=0的控制算法.仿真结果证明了该模型的有效性.     

基于五段式SVPWM的永磁同步电机反馈线性化直接转矩控制

针对永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制系统存在转矩和磁链脉动较大的问题,引入反馈线性化理论,结合空间矢量脉宽调制技术(SVPWM),提出了使原系统实现输入输出线性化控制的改进方法.首先分析了控制系统实现反馈线性化的条件,给出了线性化系统控制模型,采用五段式SVPWM的控制算法,最后与传统直接转矩控制系统进行了仿真对比.结果表明,基于SVPWM的永磁同步电机反馈线性化直接转矩控制系统显著抑制了转矩和磁链的脉动,并且具有理想的动静态性能.     

多相永磁同步电机PWM技术

为了解决在多相电机控制系统中普遍存在的谐波问题,找到合适的PWM技术以减少多相电机控制系统中的谐波畸变,分析了几种适用于多相电机控制的PWM技术的原理,研究了最大矢量SVPWM,空间多维矢量SVPWM和基于载波的多相PWM技术,给出了这些PWM技术的推导过程与实现方法,并利用十五相永磁同步电机的矢量控制系统的Matlab／Simulink仿真模型,对不同的PWM技术进行仿真．仿真结果表明,采用基于载波的多相PWM技术的电机控制系统电流谐波含量小,控制性能好．     

一种永磁同步电机的容错控制方法

开关功率器件长时间运行的不稳定及定子绕组断路故障,限制了内部永磁同步电机在高可靠性驱动领域中的应用.提出了一种具有容错功能的驱动控制系统,在三相三桥臂逆变器的基础上,新增加一个桥臂,使之在故障发生后与星型连接的永磁同步电机的中性电线相连,在电机内部仍能形成圆形旋转磁场,建立了驱动控制仿真模型.     

一种永磁同步电机的容错控制方法

开关功率器件长时间运行的不稳定及定子绕组断路故障,限制了内部永磁同步电机在高可靠性驱动领域中的应用．提出了一种具有容错功能的驱动控制系统,在三相三桥臂逆变器的基础上,新增加一个桥臂,使之在故障发生后与星型连接的永磁同步电机的中性电线相连,在电机内部仍能形成圆形旋转磁场,建立了驱动控制仿真模型．     

基于FPGA的单芯片交流伺服驱动系统

为研制高性能的全数字交流伺服驱动系统,设计了基于FPGA的单芯片伺服控制方案.采用现代EDA设计方法,使用Verilog硬件描述语言构建了永磁同步电动机矢量控制系统的坐标变换、空间矢量脉宽调制(SVPWM)、电流环、速度环以及串行通讯等电机控制模块的硬件逻辑电路,并进行了仿真验证,最后在Xilinx3S400 FPGA中实现了永磁同步电动机转子磁场定向控制.仿真和实验结果表明,系统具有很好的机械特性、力矩特性和动态性能,从而验证了使用FPGA设计高性能的全数字单芯片交流伺服驱动系统具有较高的可行性.     

基于GUI的SVPWM矢量控制系统仿真

根据异步电动机矢量控制理论及空间矢量脉宽调制原理,构造了基于SVPWM的异步电机矢量控制系统的通用仿真模型,在Matlab/GUI环境下开发了交互式仿真系统调试平台。通过仿真实验,验证了通用模型的正确性,设计平台的有效性。采用所设计的系统仿真平台,有助于调节器参数的整定、仿真实验结果的对比,对于开发和研究SVP-WM矢量控制有着十分重要的意义。     

基于PSIM的单相H桥三电平性能研究

基于PSIM(Power SIMulation)平台所具备的独特优势,即可以实现模拟仿真、数字(硬件)仿真和控制程序C代码生成,可以解决困扰研究人员处理控制程序编程的问题,以单相H桥逆变电路作为研究对象开展研究.首先,对三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法进行详细数学分析推导,使用PSIM建立算法和电路仿真模型,通过对比传统正弦脉宽调制技术,分析研究SVPWM调制方式的性能;然后,使用PSIM产生的C代码,直接下载到数字信号处理芯片中;最后,使用基于TMS320F28335系列的DSP控制器实验平台进行实验分析.对比分析发现,SVPWM调制技术相较于SPWM调制技术有明显的优越性能;同时,显示了使用PSIM进行研究的优越性.     

变频调速PMSM系统电源最大利用率分析

为追求较高的电能利用效率,对变频调速永磁同步电动机系统的电源最大利用率问题进行了深入的分析.计算了正弦波脉宽调制(SPWM)、正弦波加三次谐波脉宽调制和空间矢量脉宽调制(SVPWM)3种脉宽调制方式下直流电源的最大利用率,分析了PWM死区时间对电源最大利用率的影响.在理论分析的基础上,进行了仿真与实验研究,验证了计算和分析方法的正确性,为变频调速永磁同步电动机系统的工程设计提供依据.     

基于3电平整流器的永磁同步电机侧的研究

针对二极管箝位式3电平PWM整流电路拓扑结构和直驱型风力发电系统的特点,介绍了3电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)的基本原理,建立了3电平永磁同步发电机在旋转坐标系下的数学模型,分析了电流转速双闭环控制策略,并对3电平整流器控制系统及SVPWM调制脉冲的产生进行了仿真.结果表明:3电平永磁同步电机SVPWM整流技术能够有效地控制转速,稳定系统直流电压.     

基于模糊PID的永磁同步电机调速系统

针对传统PI控制在永磁同步电机调速系统中存在适应性、鲁棒性差的问题,提出模糊自适应PID控制。将传统的PID与模糊控制结合,构造了模糊PID与空间矢量脉宽调制(SVPWM)的永磁同步电机的矢量控制系统。仿真结果表明,该系统不仅具有良好的静态、动态性能,而且还具有良好的适应性与鲁棒性。     

两种零空间矢量放置调制策略的分析

逆变电源采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制时,每个扇区中零空间矢量的选择和作用时段会影响到逆变器输出电压谐波性能.选取使逆变器输出线电压对称和不对称的零空间矢量两种调制策略,对两种调制策略下零矢量放置方式以及相应的逆变器相桥臂参考电压波形和输出电压谐波分布及含量进行了理论和仿真分析,并利用某三相400 Hz逆变电源进行了实验验证.仿真分析和实验结果表明,不对称的零空间矢量调制策略谐波性能更优.本文的分析方法对其他零矢量放置方式的分析具有一定的借鉴意义.     

电动汽车空调系统中一种组合 SVPWM算法的仿真分析

从电动汽车空调系统节能减噪的角度出发,分析了不同空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法在不同频率下电机输出的电流谐波分量和开关损耗。设计一个组合式SVPWM算法,通过算法的切换在电机复杂工况中满足节能和减噪的要求。在Matlab/Simulink中对基于模型参考自适应系统的永磁同步电机无传感器控制进行了仿真,结合逆变器的开关损耗特性以及在低转速下电机转矩控制高精度的要求,确定了两种SVPWM算法在整个速域的切换点。     

基于电流解耦的永磁同步电机MATLAB仿真研究

现代交流伺服系统中,矢量控制和空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术使得交流电机应用越来越广.永磁同步电机中存在强烈的动态耦合,矢量控制无法消除其模型存在的d—q轴电压的动态耦合.为获得更好的控制性能,需对电机进行解耦补偿,采用id=0的电流控制方法,利用MATLAB/Simulink搭建仿真模型,仿真结果符合电机实际运行特性,验证了解耦控制方法的有效性.     

容错型牵引电机驱动系统的间接定子量控制

针对基于三相四开关容错逆变器的电力牵引传动系统,提出牵引电机的间接定子量控制方案.采用间接定子量算法生成参考电压矢量,以固定逆变器开关频率和减小电磁转矩脉动;通过含有饱和限幅环节的改进型磁链观测器抑制定子磁链的积分漂移.针对三相四开关空间电压矢量的特殊性,给出了容错逆变器SVPWM调制算法;考虑到容错逆变器直流侧电容中点电压不平衡的问题,建立了中点电压补偿模型,提出了一种基于PID调节器的补偿方案.通过MATLAB/Simulink仿真实验证明了所设计的基于三相四开关容错逆变器的牵引电机间接定子量控制方案的可行性和有效性.