基于矩阵式变换器的异步电机直接转矩控制策略

研究一种基于矩阵式变换器的异步电机控制策略,分析了异步电机的直接转矩控制方法和矩阵式变换器的空间矢量调制,给出了在直接转矩控制方案中,矩阵式变换器矢量电压的选择.这一控制策略同时实现了矩阵式变换器的空间矢量调制和异步电机的直接转矩控制.利用MATLAB仿真平台实现了该控制策略,仿真结果表明:采用这一控制策略的调速系统具有良好的静、动态性能,并且保持了单位功率因素.     

一种改善矩阵变换器-DTC系统输入电流的策略

简述了矩阵变换器-异步电机直接转矩控制系统的优点,将矩阵变换器与异步电机直接转矩控制系统相结合为了得到满足直接转矩控制要求的电压矢量,通过合成两个幅值变化的电压矢量以得到幅值固定的电压矢量;为了改善此控制系统输入端电流波形,在使用电压矢量的同时,引入电流矢量对系统输入电流进行正弦化控制,并且提出了一种电压矢量和电流矢量...     

空间矢量调制矩阵变换器驱动的异步电机直接转矩控制系统

矩阵变换器较传统的变换器具有一系列优点而成为研究热点, 随着其理论研究的接近成熟, 逐渐转向应用研究.提出了一种新颖控制策略. 通过磁链和转矩的PI调节, 把矩阵变换器的空间矢量调制与异步电机的直接转矩控制有机地结合起来, 改进了系统的控制性能, 尤其是电磁转矩的低速性能. 这种PI调节器相对简单和具有较强的鲁棒性, 比较无差拍空间矢量调制而言. 本文首先阐述了传统的直接转矩控制原理和矩阵变换器的空间矢量调制,接着利用磁链和转矩的PI调节, 详细论述了两者的结合和实现过程, 并且在此基础上, 建立这种新型交流调速系统的仿真模型, 最后按照3种负载情况进行了仿真研究. 仿真结果验证了这种新颖控制策略的可行性和较强的鲁棒性.     

基于FTC的BBMC调速控制策略及参数优化

针对以Buck-boost矩阵变换器(BBMC)为功率变换器的异步电机调速系统, 提出一种基于有限时间控制(FTC)的变频调速控制方法.首先根据异步电机的给定转速, 经基于PI-IP控制的矢量控制算法获得BBMC的参考输出电压; 再以BBMC中电容电压与电感电流作为系统控制变量, 经有限时间控制算法得到BBMC中对应功率开关的占空比; 再根据该占空比对BBMC中对应功率开关实施控制, 即可在BBMC输出端获得与其参考输出一致的输出电压, 从而实现异步电机实际转速对其给定转速的准确跟踪, 达到对异步电机转速进行准确控制的目的; 同时采用自适应狼群优化算法对BBMC主电路参数及基于有限时间的控制参数进行优化, 取得了满意的效果.最后通过仿真和实验对上述控制方法进行了验证.     

矩阵变换器励磁控制的无刷双馈风力发电系统

应用在双馈风力发电系统中的功率变换器必须具有功率双向流动的能力, 交直交循环变流器和交交矩阵变换器都可满足功率的双向流动要求. 而矩阵变换器能同时提供正弦的输入电流和输出电压, 输入电流可调节为超前、滞后或同相于输入电压, 输出电压可实现幅值、频率和网侧功率因数的独立控制. 利用矩阵变换器, 通过控制无刷双馈电机控制绕组的电压幅值、频率, 为风力发电系统提供励磁. 压频比控制器采用模型参考模糊自适应控制策略, 对电机的转速和功率因数进行控制. 采用DSP,CPLD构建了基于四步换流方案的矩阵变换器实验励磁系统, 仿真和实验结果验证了系统设计的正确性、可行性和稳定性, 为矩阵式变换器的实际应用提供了实验基础.     

基于TMS320F2812的异步电机变频调速系统设计与应用

针对空压机中大功率异步电机费电问题,为实现节能需对电机变频调速.文中介绍了用于电机控制的芯片的最新发展状况,讨论了基于TMS320F2812的异步电机变频调速系统在空压机控制中的硬件设计,介绍了各部分硬件电路的实现.通过电压空间矢量方法实现了对异步电机的变频控制.实践表明,该系统有较高的灵活性和稳定性,适合于复杂的无传感器矢量控制和直接转矩控制算法的实现.     

基于间接矩阵变换器的异步电动机直接转矩控制

间接矩阵变换器是一种直接变换型交流-交流电力变换装置,与交-直-交变换器和传统矩阵变换器相比,具有很多优良的特性。异步电动机直接转矩控制以其简洁明了的系统结构,优良的静、动态性能,获得转矩的高动态性能。为了在实现异步电动机的高动静态性能调速的同时,满足电网电能质量的要求,提出一种采用间接矩阵变换器驱动异步电动机的直接转矩控制系统调制策略。利用这种调制策略,在异步电动机高速运行的条件下,一方面实现异步电动机的高性能交流调速,另一方面使系统具有良好的输入特性,能够满足日益严格的电网电能质量的要求。数值仿真结果验证这种调制策略的可行性。     

基于模糊自适应的无轴承异步电机运行控制

无轴承异步电机具有多变量、非线性、强耦合的特点.针对传统SVM-DTC系统中采用双PI控制器来生成参考电压矢量存在着PI参数难以随着系统的动态运行而实时变化的问题,提出了一种基于模糊自适应控制(FAC)的无轴承异步电机的SVM-DTC控制策略.通过模糊控制算法得到磁链和转矩的控制电压分量,实现了两个电压矢量的实时调整.文中给出了产生磁链和转矩参考电压矢量的模糊自适应控制器的设计过程.利用Matlab/Simulink仿真软件,分别建立基于模糊自适应控制的SVM-DTC和传统SVM-DTC控制系统模型.仿真结果表明,改进后的算法可以更好地抑制转矩、磁链的脉动及转速超调,提高系统的动态性能.最后用TI公司的DSP2812为控制器进行试验,试验结果表明基于模糊自适应方法的无轴承异步电机的SVM-DTC控制系统可以实现稳定悬浮.     

DRNN-ADRC异步电机直接转矩控制系统研究

由于经典PID控制器自身所固有的缺陷,在异步电机直接转矩控制(DTC)调速中不能满足大范围高精度的调速要求.采用自抗扰控制器(ADRC)作为速度调节器,并借助对角递归神经网络(DRNN)进行参数整定,构成了新的异步电机直接转矩控制调速系统.仿真结果表明:对于异步电机直接转矩控制系统,基于对角递归神经网络整定的自抗扰控制...     

ESO 在直接转矩控制矩阵变换器中的应用及稳定性分析

设计一种由非线性控制方法实现的直接转矩控制矩阵变换器(DTC-MC)交流调速系统.首先构造基于扩张状态观测器(ESO)的自抗扰控制器(ADRC),取代传统DTC中的PI调节器,用来估计系统的扰动项并进行前馈补偿;然后运用多Lyapunov函数法对二阶ESO的稳定性进行分析.仿真结果表明,该方法提高了系统在输入电压非正常工况下的抗干扰能力和鲁棒性.     

Predictive Direct Torque Control of Matrix Converter Fed Permanent Magnet Synchronous Machines

This work presents a predictive direct torque control method for matrix converters fed permanent magnet synchronous machine drives. A new look‐up table for direct torque control using matrix converters has been developed. The new look‐up table delivers a set of three different vectors, every sample period, that fulfil the torque and flux demands. Based on a predictive algorithm, the voltage vector from the matrix converter ensuring the minimum torque ripple is selected. The system predicts the torque error for each of the three voltage vectors and selects the one that contributes with the minimum error. Simulation and experimental results, which confirm the good performance of the proposed predictive direct torque control using matrix converters are shown.     

采煤机非机载调速系统牵引性能试验研究

对采煤机非机载调速系统在不同控制方式下的牵引性能进行了试验研究,重点分析了采煤机非机载调速系统在应用标量控制、矢量控制及直接转矩控制时,长牵引电缆对变频器性能的影响。分析结果表明,矢量控制和直接转矩控制较之标量控制更适应非机载采煤机运行工况。这一结论可为采煤机非机载牵引调速系统的产品设计提供试验及理论依据。     

提高矩阵变换器电压传输比的新型调制策略

电压传输比一直是制约矩阵变换器工业化的一个关键因素．目前还没有具体的调制策略使电压传输比突破0．866．本文提出了一种调制策略,可以使电压传输比超过0．866,最大达到0．955．首先把矩阵变换器的变换过程虚拟为整流和逆变两个环节．整流阶段,采用输入电流空间矢量调制;逆变阶段,采用输出电压空间矢量过调制模式Ⅱ．接着消除中间直流环节,得到直接的交-交变换器．着重对逆变阶段进行了分析,给出了具体的控制算法,并推导出电压传输比的公式．最后进行了实验．结果表明:这种调制策略可以有效地提高电压传输比,具有一定的理论研究价值和应用前景,但增加了谐波,必须采取滤波措施．     

基于自抗扰速度调节器的矩阵变换器驱动 永磁同步电机直接转矩控制

针对永磁同步电机（permanent magnet synchronous motor,PMSM）系统,采用矩阵变换器（matrix converter,MC）驱动方式,提出了基于自抗扰技术（active disturbance rejection control,ADRC）的直接转矩控制（direct torque control,DTC）策略．用MC替换常规交—直—交变换器,以提高系统输入侧功率因数（power factor,PF）;用ADRC替换常规电机调速系统中的PI速度调节器,以提高系统的鲁棒性．首先,建立MC驱动PMSM系统的数学模型,并给出ADRC速度调节器和MC驱动PMSM的DTC设计思路和方法．基于ADRC的DTC策略能够使MC驱动的PMSM系统稳定运行,具有较好的转速和转矩控制效果,且输入侧PF能够达到1．然后,将其与基于PI的DTC策略相比较,该策略具有更强的抗负载干扰能力和跟踪给定转速变化的能力．最后,通过仿真实验验证该方法的正确性和有效性.     

无刷双馈电机滑模变结构直接转矩控制

针对无刷双馈电机直接转矩控制系统磁链和转矩脉动大的问题,引入滑模变结构控制策略.以转矩和磁链两个滑模控制器来代替传统直接转矩控制中的两个滞环控制器,电压矢量开关的输出采用空间电压矢量PWM调制的方法,保证了逆变器开关频率恒定,应用指数趋近率方法设计滑模控制器,由Lyapunov方法求得相应的滑模变结构控制律,建立了MATLAB/Simulink环境下直接转矩控制系统的仿真模型,仿真结果表明,新型控制方案能有效减小转矩脉动,改善定子磁链和电流波形,同时仍可保持直接转矩控制固有的转矩快速响应的优点,提高系统的稳定性和鲁棒性.     

基于径向基函数网络的永磁同步电机直接转矩控制

对永磁同步电机直接转矩控制系统特性进行了深入研究,提出一种新的径向基函数神经网络控制器,给出了神经网络控制器的结构设计、样本选取及训练方法.利用系统中的开关表作为导师对径向基函数神经网络控制器进行训练,实现了永磁同步电机直接转矩控制的径向基函数神经元网络输出矢量选择.该控制器可以简化获得输出电压矢量的过程,并具有并行计算速度快、转矩响应迅速的性能.仿真结果验证了该控制器的有效性.     

Fuzzy logic controller and cascade inverter for direct torque control of IM

In this paper, a five-level cascaded H-bridge multilevel inverters topology is applied on induction motor control known as direct torque control (DTC) strategy. More inverter states can be generated by a five-level inverter which improves voltage selection capability. This paper also introduces two different control methods to select the appropriate output voltage vector for reducing the torque and flux error to zero. The first is based on the conventional DTC scheme using a pair of hysteresis comparators and look up table to select the output voltage vector for controlling the torque and flux. The second is based on a new fuzzy logic controller using Sugeno as the inference method to select the output voltage vector by replacing the hysteresis comparators and lookup table in the conventional DTC, to which the results show more reduction in torque ripple and feasibility of smooth stator current. By using Matlab/Simulink, it is verified that using five-level inverter in DTC drive can reduce the torque ripple in comparison with conventional DTC, and further torque ripple reduction is obtained by applying fuzzy logic controller. The simulation results have also verified that using a fuzzy controller instead of a hysteresis controller has resulted in reduction in the flux ripples significantly as well as reduces the total harmonic distortion of the stator current to below 4 %.     

双级矩阵变换器空间矢量调制策略改进

针对双级矩阵变换器空间矢量脉宽调制策略存在控制复杂度高、不能对双级矩阵变换器的输入功率因数进行调节的问题,提出了采用间接空间矢量调制策略的方案:①各PWM周期内直流平均电压为一恒定值,从而免去了逆变级调制系数的修正;②输入功率因数角可调。同时,利用参考电压和变换矩阵对该调制策略进行简化,使其能够更有效地控制无功功率和输出电压。仿真结果验证了该调制策略的正确性和有效性。