考虑磁路饱和的内置式永磁同步电机电感参数旋转辨识算法

实现对永磁同步电机调速系统高性能控制的基础是准确的数学模型和电机参数,其中电感参数对电机的稳态和动态运行性能影响较大,而对于内置式永磁同步电机而言电感除了受凸极结构影响之外,还受磁路饱和等因素的影响。考虑到定子电流引起的磁路饱和效应与交叉耦合效应对电感的影响,基于矢量控制技术分别提出了d轴和q轴电感旋转辨识新算法,即d轴复合电流激励法和转矩调整法。为了提高电感辨识准确度,还采用基于电压误差曲线的补偿算法对逆变器非线性因素引起的输出电压误差进行了补偿。最后在电机控制实验平台上通过实验验证了提出的电感辨识算法的可行性和有效性。     

感应电机参数静止辨识的误差特性分析北大核心

基于静止状态下感应电机参数辨识的原理及其在变频器中的实施方案,分析变频器控制误差与检测误差对参数辨识、状态观测及系统控制特性的影响。仿真和实验结果表明,采用静止辨识方法能够获得与常规空载/堵转试验法同等的结果,而且即使存在系统误差,导致参数辨识不准确,系统仍能保持良好的控制特性,从而为变频器的产品设计与技术指标制订提供了重要依据。     

异步电机参数离线辨识改进算法

为实现变频调速系统的自运行(self-commissioning),提出了一种异步电机参数离线辨识的改进算法,该算法能直接辨识出与无速度传感器定子磁场定向矢量控制相关的大部分电机参数。利用直流实验辨识定子电阻,并通过分析逆变器的开关状态,得到直流实验的等效控制电路。采用单相交流堵转实验辨识定子总漏感和转子电阻,并通过分析异步电机相量图得到单相交流堵转实验稳定运行的工作条件。恒压频比空载实验辨识定子自感,对电机定子频率进行补偿以消除可能出现的定子电流振荡。利用直流侧电压和PWM占空比来重构定子电压,并根据电机电流极性补偿逆变器死区引起的电压误差。最后,在两台不同功率等级的异步电机上进行了参数辨识和无速度传感器定子磁场定向控制的实验研究。实验结果表明,参数辨识结果对直流侧电压不敏感,辨识得到的电机参数能满足无速度传感器矢量控制系统对电机参数准确性的要求。     

一种基于静态特性的直线感应电机参数辨识方法

直线感应电机(LIM)具有机械间隙大、定转子漏感差别明显、边缘效应影响等特点,准确测量电机参数难度较大.通常的电机空载试验参数测量方法在直线轨道上难于实施,特别是用于地铁和磁浮列车牵引的直线电机,由于运动位置重复性差,在线辨识实现困难.本文提出一种新的基于变频器驱动的直线感应电机等效电路参数辨识方法,利用不同频率时的电机推力、变频器输出电压和电流等静态堵转特性,结合最小二乘法推算出适合控制用的直线感应电机等效电路中的初级电阻、漏感、次级等效电阻和漏感参数.测量设备即为实际驱动电机的变频器.对一台基于直线感应电机牵引系统的测试结果表明了该方法的有效性.     

异步电机离线参数辨识方法

为了能让变频器与电机快速实现匹配,并达到较好的控制效果,往往需要对电机参数进行参数辨识.现就异步电机离线参数辨识进行分析,辨识的主要参数有:定子电阻、定子漏感、转子电阻、转子漏感、互感以及空载电流.并通过工程实现,对电机参数辨识精度进行确认及误差分析.     

基于RLS的永磁同步电机离线参数辨识研究

为了获取准确的电机参数以提高电机驱动系统的控制性能,针对面贴式永磁同步电机,通过直流注入的方式,采用递推最小二乘法(RLS)对定子电阻和电感进行离线辨识。辨识方法为在α轴注入阶跃激励电压在稳态阶段辨识电阻,在阶跃过渡过程中辨识电感。辨识中通过补偿驱动器因死区时间及IGBT、续流二极管导通压降造成的电压误差来提高电阻辨识结果的准确性。并通过加入基值电压的方式消除这些因素对电感辨识的影响。最后,通过仿真和实验验证了所提方法的正确性和实用性。     

基于定子电阻自适应辨识的感应电机死区补偿

电压源型逆变器由于死区效应,导致输出发生非标准化、畸变化,影响感应电机的控制精确度,特别是无速度传感器矢量控制,同时造成电网侧能量的流失。为了减小死区效应产生的影响,列出误差计算公式,求得总延时时间。另外,对定子电阻进行自适应辨识,增加所求延时时间精确度的同时可以运用到电机矢量控制中。经过补偿误差电压,提高了控制性能,降低了对控制系统的影响。结果表明所提补偿策略对电流波形、总谐波失真具有改善作用。     

基于高频电压注入的永磁同步电机参数辨识方法

中大功率工业应用中,变频器到电机之间长电缆分布参数、变频器输出频率限制将直接影响高频注入法对电机参数辨识精度。考虑多种限制条件,提出了一种基于曲线拟合的定子电阻计算方法,研究了基于高频注入的永磁电机电感参数辨识方法,重点分析了不同注入信号选择对参数辨识精度的影响,为注入信号的选择提供了依据。通过实验证明了该方法的实用性与有效性,对工业应用电机参数辨识具有重要指导意义。     

不对称单相感应电机对称补偿的参数辨识方法

为了实现不对称单相感应电机的矢量控制,给出了一种新的不对称单相感应电机参数辨识方法。依据不对称单相感应电机的数学模型分析,通过参数折算和对称补偿实现对称控制,消除了空载实验所测电机参数受不对称磁场影响而产生的误差。辨识数据采用了母线电压重构和离散快速傅里叶变换(DFFT)技术,并进行了死区补偿,提高了辨识精度。通过基于SVPWM的仿真实验和系统电路实验,证实了方法的正确性和精确性,实现了电机参数的离线辨识。     

车载异步电动机静止参数辨识方法研究

为了获取精确的电机参数,针对新能源汽车车载异步电动机连接负载的特点,对使用控制器实现静止状态下参数辨识的方法进行了研究。在异步电动机反Γ型等效电路的基础上,通过添加直流分量使重构电压误差线性化并补偿,采用单相实验,实现辨识电机定子电阻、转子电阻、漏感和互感。在一台车载异步电动机上进行了实验验证,辨识精度证明了该方法的可行性。     

变频器驱动系统滤波器设计研究

由于PWM逆变器输出的脉冲电压在电机接线端子及绕组上产生了差模电压和共模电压;特别是当逆变器通过长线电缆与电机连接时,会在电机端产生电压反射现象,从而在电机端形成很大的过电压,危害电气设备的安全运行。通过对PWM逆变器驱动电机系统产生差模和共模电压机理分析的研究,在变频器输出端抑制电机端差模电压的RLC滤波器的基础上,提出一种改进型变频器输出端无源滤波器的方案,并给出了参数的设计方法。该滤波器可对共模及差模电压同时起到抑制作用,仿真结果验证了该滤波器设计方案的有效性,为变频器驱动系统滤波器设计研究提供理论依据。     

PWM变频调速电动机端子上电压特性的研究

研究了脉宽调制 (PWM)变频调速电动机接线端子上的电压特性 ,给出了电动机和逆变器上电压波形的测量结果 ,并应用传输理论分析了产生脉冲上升沿的过冲高频振荡的波传播过程 ,讨论了电动机接线端子上电压特性与电缆参数的关系 ,以及改善电压特性要采取的初步措施。     

逆变器故障诊断研究

电机逆变器的功率半导体器件及其控制电路是最易发生故障的薄弱环节。故障特征的提取是逆变器故障诊断的关键,将逆变器输出的电压信号作为特征参量,提取逆变器输出的电压频谱,利用改进的加窗短时傅里叶变换获取逆变器故障特征,可实现逆变器的故障检测。仿真结果验证了方法的有效性。     

基于矢量控制的内馈电机双闭环控制系统研究

基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)原理在内馈电机的内反馈环节设计了一套逆变控制系统。该逆变系统采用电流内环、电压外环的双闭环控制策略,对电压、电流环进行了参数设计,并利用MATLAB对双闭环控制的内馈电机调速系统进行了仿真。仿真结果表明,电机能在较大范围内实现平滑调速,及对单位功率因数控制,是适合内馈电机的一种新型控制方法。     

电压型PWM逆变器的鲁棒电流控制方法

近年来,电压型PWM（Pulse Width Modulation）逆变器被广泛用于电机控制领域中,由于被控对象的控制性能受电流控制能力的影响,逆变器的电流跟踪控制就显得非常重要了。文章提出了一种PWM逆变器的鲁棒电流控制方法,在负载参数和运行条件变动时,实际电流仍能精确跟踪参考值,参数变动的影响由时变的反馈增益k来限制,反馈增益k由李雅谱诺夫稳定性理论来设计,在线实时计算,以保证系统的稳定性和跟踪性能。     

PWM逆变器输出端共模与差模电压 dv/dt滤波器设计

PWM逆变器直接驱动电机时会产生较高dv/dt的共模电压,并由此产生轴承电流和共模漏电流以及严重的电磁干扰(EMI).特别是当逆变器通过长线电缆与电机连接时,由于电缆中分布参数的影响,会在电机端产生电压反射现象,从而在电机端会产生2倍以上的过电压,导致线圈绝缘失败.本文通过对PWM逆变器驱动电机系统产生的共模以及差模电压分析,提出了一种改进型的逆变器端无源滤波器,并给出了参数的设计方法.与传统的滤波器相比,该滤波器可对共模及差模电压dv/dt同时起到抑制作用,从而减小了由此产生的负面效应.实验结果验证了该滤波器的有效性.     

三电平逆变器异步电动机直接转矩控制系统(I)--单一矢量法

三电平中点钳位逆变器(NPC)广泛应用于中压变频调速系统,具有对器件耐压要求低,输出谐波含量低,控制性能好等优点.其主要问题是如何避免中点电压的漂移,以及防止输出电压有过高的瞬时跳变.提出一种三电平异步电动机直接转矩控制(DTC)系统,即基于单一矢量的控制算法.该方法有效地控制了三电平逆变器的中点电压,并抑制了输出电压的跳变,从而满足了实际运行的要求.仿真结果表明,本文的方法在三电平逆变器供电的异步电动机上有效地实现了DTC系统,并能达到较好的控制性能.     

矩阵式变换器电机系统矢量控制仿真研究

在矩阵式变换器控制策略和电机矢量控制的基础上,研究了矩阵式变换器电机系统矢量控制,得出间接法是矩阵式变换器等效交-直-交结构整流环节控制、逆变环节与电机矢量控制的结合,其中整流环节为逆变环节提供了高、中、低范围可选的直流母线电压,逆变环节采用滞环电流比较法实现矢量控制;直接法实质上是直流母线电压在高电压范围时的间接法.研究了不同范围内的直流母线电压对矩阵式变换器电机系统矢量控制的影响.     

基于多电平技术的电机端子过电压研究

两电平逆变器输出电压跳变很大,在逆变器与电机长电缆连接情况下,引起电机端子过电压。多电平逆变器可以很好改善输出波形,减少电压跳变。考虑多电平技术在抑制电机端子过电压中的应用,首先建立了连接逆变器和电机电缆的二端口集总参数模型,在此模型的基础上分别推导两电平脉冲和三电平脉冲在电机端产生的电压时间表达式,分析了采用多电平技术抑制过电压的机理。最后用Matlab/Simulink进行建模仿真验证多电平技术抑制电机端过电压的有效性。     

基于三电平逆变器的异步电机矢量控制研究

矢量控制使异步电机转子磁链与转矩解耦,可实现对转速、转矩和位置的精确控制,使异步电机具有与直流电机一样的控制特性。三电平逆变器比传统的两电平逆变器有更多的开关状态,有利于输出电压正弦化和向高压大容量发展。研究了基于三电平逆变器的异步电机矢量控制,在参考电压矢量的合成时,选择只包含PO状态的矢量作为起始矢量,既保持了中点电位的平衡,又消除了扇区切换时矢量突变问题。仿真结果表明电机动态、稳态性能优越。