航空高压直流供电系统多相整流控制技术研究

针对航空高压直流供电系统中270 V的供电要求,研究了以六相永磁同步发电机为主体的六相可控整流系统,采用一种基于SVPWM的最大四矢量的调制技术和电压外环-电流内环解耦的双闭环PI控制方式,对子空间和谐波子空间分别进行控制,在负载和转速发生突变的情况下保证输出的直流电压能迅速恢复到270 V并保持恒定。通过在Simulink上建立发电整流系统的仿真模型,得出的仿真结果证明了方法的可行性。     

双Y移30°六相永磁同步电机容错控制研究

针对双Y移30六相永磁同步电机一相绕组开路时,定子绕组不对称分布,电机将不能正常工作,提出了一种有效的容错矢量控制策略。从矢量空间解耦的角度出发,推导出一种解耦矢量控制方法,使不对称电机模型在d-q坐标系下完全解耦,实现真正的矢量控制,保证电机正常运行。通过Simulink建立一相开路系统解耦后的仿真模型,仿真结果证明了所采用方法的可行性。     

双Y移30°同步发电机的Simulink建模与仿真

本文从双Y相移30°同步发电机的电磁和机械关系出发,推导出理想双Y同步发电机数学模型,并建立了脉冲方式运行且输出频率变化情况下的隐极式双Y移30°同步发电机Simulink仿真模型.进而对双Y相移30°同步发电机依靠轴系释能机械能通过不可控整流为感性负载供电的过程进行了仿真。通过与80MVA隐极式双Y移30°同步发电机实际运行结果对比分析,证实了仿真模型的可靠性和合理性。     

不同绕组型式双Y移30°六相永磁同步电机建模与谐波电流优化控制

基于空间矢量解耦方法,建立绕组正弦和非正弦分布的双Y移30°六相永磁同步电机旋转坐标系下数学模型;为了减小谐波子空间电流,研究了谐波电流闭环控制和谐波电压开环控制两种控制方法,得出两种控制方式下相电流FFT分析结果。仿真和实验结果表明:谐波电流闭环控制方式对绕组正弦和非正弦两种电机具有更好的电流谐波控制效果,可以减小系统损耗,该方法更适合于双Y移30°六相永磁同步电机的控制。     

新型十二相梯形波永磁无刷直流发电机

同步电机六相双Y绕组就电机内部而言实质上由十二相30°绕组连接而成。提出永磁同步电机采用十二相梯形波相电势输出,经共阳极连接十二相零式整流电路整流构成永磁无刷直流发电机。利用槽电势星形图分析输出电压特性,得到电枢绕组的设计原则。设计一台2 kW梯形波永磁无刷直流发电机,建立发电机系统场路耦合模型,并进行有限元计算,得到整流二极管导通模态及导通电流特性。样机实验结果与理论及仿真分析一致,表明十二相梯形波永磁无刷直流发电机的整流二极管数目与六相双Y整流电路相同,输出电压脉动相当,但整流二极管平均电流降低一半。     

双Y移30°六相永磁同步电机谐波电流抑制技术

为了解决双Y移30°六相永磁同步电机定子谐波电流显著问题,结合同步旋转坐标变换理论与准比例谐振(PR)调节器提出了一种谐波抑制方法。采用矢量空间解耦的方法建立双Y移30°六相永磁同步电机的数学模型,分析谐波电流原因,提出一种新的同步旋转坐标变换矩阵,将z1-z2子平面上的5、7次谐波电流转化为6次交流分量,通过6倍基波频率的准PR调节器同时对5、7次谐波电流进行抑制。理论分析和仿真结果表明:采用坐标变换与准PR控制器相结合的谐波抑制方法能有效降低电流谐波含量,提高电机控制性能。     

十二相永磁电机驱动系统的容错控制策略

以采用多通道控制技术的十二相永磁推进系统为研究对象,研究基于分组控制的驱动系统容错控制方式。首先在建立dq坐标系下多相永磁同步电机多Y数学模型的基础上,分析容错模式时的电机转矩输出能力,并将矢量控制与分组控制结构相结合,以相绕组最大电流为约束条件建立驱动系统的容错控制策略,保证永磁同步电动机缺相时输出转矩的平稳性。最后,对十二相永磁电机驱动系统的断相故障状况进行仿真和实验,验证了采用基于多Y数学模型的分组控制策略,当某相出现故障时切除该相所在整套绕组及控制通道,更适用于对可靠性要求高的多相电机驱动系统。     

永磁直驱风力发电机无传感器矢量控制研究

在背靠背直驱永磁风力发电系统中,无传感器控制技术一直是研究的热点.在双Y移30°六相永磁同步发电机数学模型的基础上,设计了一个基于饱和函数的新型滑模变结构观测器,用于估算电机的转子位置和速度.利用估算的结果,实现了永磁直驱同步风力发电机组的无传感器矢量控制.仿真和实验结果表明该设计的滑模变结构控制器对负载扰动具有很强的...     

一种基于单神经元PID控制的多相永磁同步电动机矢量控制系统

以双Y移30°六相永磁同步电动机为研究对象,从建立电机数学模型入手,为六相永磁同步电动机提出了一种基于单神经元PID自适应控制的矢量控制方法。最后给出基于Matlab/Simulink的仿真结果。仿真结果表明,该控制方法无超调,响应快,具有良好的动态特性。     

双Y移30° PMSM双电机串联系统的建模与仿真

双Y移30°永磁同步电动机串联系统可以实现同一变频电源供电和同一套控制平台下两台电机的解耦运行。分别建立了不同坐标系下双Y移30°永磁同步电动机串联系统的数学模型,从数学机理上推导了两台串联电机可实现解耦运行,给出了基于id=0的串联系统矢量控制模型,并给出了变负载系统运行的仿真分析,验证了该串联系统解耦运行的可行性。     

带整流负载时双Y同步发电机特性的分析

本文根据基本电机方程推导出双Y同步发电机带整流桥负载时的特性。同步发电机定子的两个Y形绕组移相30°电角度或者同相位,每个Y形绕组经两个三相桥式整流后相串联或并联,再加到负载上,从而可以构成四种运行方式。根据基本电机方程,导出了双Y同步发电机在这四种运行方式下位移角和换相角的表达式。因而在已知负载电流、励磁电流、发电机转速和电机参数时,可以预测带整流负载时双Y同步发电机的特性。用一台试验电机测得实验结果,并与理论分析和计算结果相比较。     

双绕组永磁容错电机矢量控制及其容错策略分析

介绍了双绕组永磁容错电机电流矢量控制系统的基本原理,在采用直轴电流id=0控制方法的基础上,提出开路故障、短路故障及组合故障的容错控制策略。在Ansoft Maxwell 14和Simplorer 9.0环境下,建立了系统的联合仿真模型,并研究了在一相、两相、三相开路和单相短路故障下容错控制策略实施前后的电流、转矩和转速响应曲线。仿真结果表明,双绕组永磁容错电机的电流矢量控制具有较强的容错能力和良好的速度、转矩控制特性,当发生故障时,采用所提容错控制策略,能有效抑制转矩脉动,维持转速稳定。     

MP-MMC驱动六相永磁风力发电机建模及控制研究

针对多相模块化多电平变流器(MP-MMC)驱动多相发电机的控制问题,基于矢量空间解耦理论,建立Y移30°六相永磁同步发电机(PMSG)在旋转坐标下的数学模型;将传统三相MMC拓扑结构推广至六相,并驱动六相永磁风力发电机。在控制上采用电流矢量解耦方法对六相永磁风力发电机的输出电流进行跟踪,同时对系统谐波成分加以抑制;对于MMC内部子模块电容电压稳定、环流抑制,采用闭环均压策略进行控制。最后通过在软件中搭建仿真模型,对发电机稳态运行以及功率突变时运行状态进行模拟,仿真结果表明:该系统具有良好的输出特性和鲁棒性能,验证了MP-MMC能够有效驱动六相永磁发电机实现平稳发电。     

九开关变换器驱动的六相永磁同步电机两相断路时的容错控制

本文针对九开关变换器驱动的双Y移30°永磁同步电机系统,六相PMSM两相断路故障时,研究了相应的容错控制方法。首先根据九开关变换器的工作原理,得到电机断两相后的空间电压矢量,并选择合适的基础电压,提出了适用于断相后电机的SVPWM算法;然后根据断相电机的数学模型,建立了变换矩阵,用电气元件搭建了电机模块;最后在Matlab/Simulink中仿真实验,结果表明该容错控制维持电机平稳可靠运行,验证了所提方法的正确性。     

六相永磁同步发电机的整流稳压电路仿真

针对六相永磁同步发电机励磁不可调,转速的变化和负载电流的变化都将造成输出电压不稳定的缺点,对六相永磁同步发电机发出的六相交流电采用带平衡电抗器的双三相全控桥并联的开关式稳压整流电路进行整流,控制方式采用闭环控制,使得整流输出直流电压恒定,不随着发电机转速和负载电流的变化而变化.利用Matlab的Simulink和PSB两个工具箱建立了六相永磁同步发电机的整流稳压电路仿真模型对该整流电路进行了仿真.仿真结果表明该稳压整流电路输出直流电压值不随发电机输出电压变化而变化,负载电压稳定时间快、无尖峰、脉动小.     

基于定子谐波电流的六相永磁同步电动机双电机串联系统的仿真

电压型逆变器驱动多相电机运行时,虽然降低了转矩脉动,但却在定子绕组中出现了明显的低次谐波电流.抑制多相电机定子谐波电流的方法是串联电抗滤波器,电抗器与多相电机定子绕组电磁结构类似,使在多相电机中不产生旋转磁场的谐波电流在滤波电抗器中产生旋转磁场来抵抗谐波电流.据此提出一种新颖的两电机串联驱动系统,将电抗器换作一台多相电机,使谐波电流在这台电机中产生旋转磁场输出转矩,并且实现对两台电机转矩的独立控制.以双Y移30°六相永磁同步电动机(PMSM)为例,对两电机串联驱动系统建立数学模型并进行了仿真分析,仿真结果验证了串联驱动系统的可行性.     

单逆变器驱动双永磁同步电机断相容错控制策略

为保障单逆变器控制双表贴式永磁同步电机(surface-mountedpermanentmagnetsynchronousmotor,SPMSM)在发生断相故障后系统的安全可靠运行,该文提出一种单逆变器表贴式双永磁同步电机系统绕组断相故障容错控制策略。首先根据断相后的电机电压电流关系,设计一种用于单逆变器双永磁同步电机的绕组断相故障容错拓扑。在此基础上,为保证双永磁同步电机系统稳定运行,利用端口电压调整策略,满足双永磁同步电机的拓扑约束。仿真和实验结果表明,所提容错控制策略可确保单逆变器控制双电机系统在某一电机发生断相故障时仍然稳定运行。     

双余度永磁容错电机开路故障补救策略研究

对于安全要求高的电力驱动系统,其电机应具有容错性能,即故障存在的情况下系统仍能正常工作。文章对采用了冗余设计的双余度永磁容错电机进行研究,提出了一种基于电流控制的开路故障补救策略。补救策略旨在当电机发生一相或多相开路故障时,能够产生同正常运行时相同的输出转矩,同时产生最小的转矩脉动和铜耗。经仿真证实,该故障补救策略可以完成预定的功能。     

兆瓦级永磁直驱风力发电机组变流技术

当前主流的风力发电系统采用"双馈电机 双PWM变流器"的变流技术,但存在效率低、控制复杂的问题。采用六相低速永磁同步发电机代替双馈发电机,变流器采用"不控整流 升压斩波 SPWM逆变"变流技术。六相不可控的二极管整流器对低速永磁发电机发出的交流电进行12脉波整流,这种不可控的整流方式增加了系统可靠性,简化了控制系统;采用升压斩波电路进行升压,以降低系统对电机输出电压的限制,拓宽风机的工作范围,同时将2个升压斩波电路并联,以降低单个电抗器和IGBT器件通过的电流;逆变器采用2个三相桥式PWM逆变器并联方式,在最佳风能捕获(MPPT)算法和逆变器数学模型的基础上,采用直接电流控制对逆变器进行输出控制。用PSIM软件进行了建模和仿真,仿真结果证实设计的正确性。     

多电平双Y移30°永磁同步电机的矢量控制系统

为了进一步提高调速系统的容量,降低输出谐波和转矩脉动,将多电平逆变器与多相电机相结合,给出了五级十一电平级联型多电平逆变器驱动双Y移30°永磁同步电机的六相调速系统拓扑结构,分析了电压空间矢量在各正交空间的分布,研究了基于双级联型逆变器的四矢量空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法。基于Matlab的仿真将级联型多电平逆变器驱动的双Y移30°永磁同步电机矢量控制系统与两电平逆变器驱动的双Y移30°永磁同步电机矢量控制系统进行比较,前者的转矩、稳态电流等性能均优于后者,其稳态电流总谐波畸变率仅为2.68%。基于DSP的实验表明级联型多电平逆变器输出波形接近正弦波,转矩脉动较小,稳态电流谐波含量低,达到了预期的控制效果,从而验证了本文所提方法的可行性。