开绕组直线游标永磁电机的矢量控制研究

直线游标永磁(linear vernier permanent-magnet, LVPM)电机具有高功率密度和高推力密度的优点,并且其制造成本和维护成本低,非常适用于城市轨道交通。但采用传统的单逆变器驱动LVPM电机时,直流侧母线电压的利用率偏低。本文通过分析LVPM电机的数学模型,研究了开绕组LVPM电机的空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation, SVPWM)策略,提出了一种目标矢量解耦控制策略,并搭建仿真平台进行了验证。仿真结果验证了上述方法的正确性。     

直线游标永磁电机的开绕组容错控制

直线游标永磁(LVPM)电机是一种新型的初级永磁型直线电机,适合于长行程应用领域。在分析了该电机的结构特点和工作原理的基础上,推导并建立了电机的数学模型。针对LVPM电机开绕组驱动系统开关器件故障,提出一种改进空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)容错重构控制策略,将容错后空间电压利用率提高到正常状态时的75%。该容错策略是通过切断电机端口和故障开关管之间的连接,将电机端口连接至电源中点,通过剩余的开关管对电压矢量进行重构,并利用容错后的空间电压矢量进行SVPWM控制。仿真结果验证了该容错控制策略能够实现LVPM电机开关器件发生故障时的容错运行。     

直线永磁游标电机的开绕组单位功率因数直接推力控制

直线永磁游标(linear permanent-magnet vernier,LPMV)电机兼具高效率、低成本、高推力密度等优点,适合于长行程应用领域。但是,该类电机功率因数较低。该文提出一种基于飞跨电容的开绕组LPMV电机单位功率因数直接推力控制策略。建立单位功率因数调制策略,解耦电机所需功率流,降低电源逆变器无功压力使之单位功率因数运行。同时,推导矢量调制型直接推力控制策略,固定开关频率,降低推力脉动。仿真和实验结果验证了所提出控制策略的可行性和有效性。     

长初级双边直线感应电动机分段推力协同控制和测速算法

为提高分段长初级双边直线感应电动机（LP-DSLIM）的推力平稳性,提出一种多变流器驱动的分段推力协同控制策略和测速算法。基于分段LP-DSLIM单元电机数学模型,研究了一台变流器控制一段单元电机的特性,设计了多变流器驱动多段电机的协同控制策略;根据直线电机运动方程和多分段LP-DSLIM推力计算值构造了线性扩张状态观测器（LESO）以观测速度,速度观测值噪声小且无滞后,用于推力协同控制时推力波动小且无推力损失,有效地改善了推力控制效果。仿真和实验验证了推力协同控制策略和LESO测速算法的有效性。     

改进的永磁同步直线电机直接推力控制策略

针对传统直接推力控制策略的瞬态响应慢和稳态误差大的问题,提出基于线性二次调节器的永磁同步直线电机直接推力控制策略,建立新型的多输入输出的空间状态电机模型,以定子磁链和推力作为状态量,设计线性二次调节器来获得线性状态反馈控制律,并用来取代传统的定子磁链、推力PI调节模块.通过增广的电机空间状态模型达到减小稳态误差和推力波动的目的.通过MATLAB/Simulink仿真,其结果表明,改进的控制策略可以得到更快的动态响应,同时具有减少推力、磁链脉动的效果,所设计的控制系统达到更好的稳态特性和动态特性,具有良好的控制性能.     

直接转矩控制在开关磁阻电机中的应用与研究

阐述了开关磁阻电机（SRM）直接转矩控制（DTC）策略的原理,指出直接转矩控制的核心在于电压矢量的选择及开关表的建立,给出了DTC在SRM中应用的具体实现方法。对基于直接转矩控制策略的SRM电机转矩控制进行了仿真及试验研究。仿真结果表明,这种策略能够较好的抑制转矩脉动,系统动静态特性良好,实现方法简单。     

考虑动态边端效应的六相直线感应电机数学模型及矢量控制

针对直线电机动态边端效应导致参数时变、推力下降的问题,以短初级双边六相直线感应电机为研究对象,考虑动态边端效应,详细分析初级运动速度、次级漏感对感应涡流变化和等效激磁电感下降的影响规律。通过涡流损耗计算推导次级等效电阻表达式并利用广义Clack变换解耦,建立六相直线感应电机考虑动态边端效应的数学模型。基于该模型提出一种动态边端效应修正系数在线计算的矢量控制策略,该策略通过直接修正滑差频率和转矩电流,能够补偿动态边端效应造成的推力下降,提高系统的控制精度。通过搭建仿真模型和实验平台,验证了所述理论及所采用控制策略的正确性。     

5相开关磁阻电机直接转矩控制系统研究

针对5相开关磁阻电机进行了直接转矩控制策略的分析与研究,提出了5相开关磁阻电机10个有效电压空间矢量的构造原则,通过5/2变换得到合成定子磁链,分析了在定子磁链空间的10个区域内,如何选择合适的电压矢量来快速达到磁链和转矩按给定变化的要求,以保证磁链和转矩基本不变,并给出了5相开关磁阻电机直接转矩控制的开关表。对5相开关磁阻电机直接转矩控制进行了仿真,仿真结果表明,这种控制策略能够有效地抑制转矩波动,系统动静态特性良好。     

双绕组永磁容错电机矢量控制系统研究

针对双绕组三相永磁容错电机的结构,以在无故障和电机绕组开路及短路故障情况下获得相同的输出转矩为目标,提出双绕组三相永磁容错电机的矢量控制策略。电机的每相电流采用电流滞环控制技术。利用Matlab软件搭建了双绕组三相永磁容错电机矢量控制系统的仿真模型,设计调试了以TMS320LF28335 DSP为核心的硬件实验平台,仿真和实验结果证明了该矢量控制策略的正确性。     

混合动力汽车用异步电动机驱动系统研究

针对混合动力汽车用异步电动机能量需要双向流动的特点,基于TMS320F2812数字信号处理器对电机驱动系统进行了设计,采用基于空间矢量PWM的直接转矩控制策略控制电机转矩,且能够有效的控制电机处于电动运行和发电运行状态,电机速度控制精度高.针对控制策略进行了必要的仿真,仿真和试验结果验证了系统的有效性.     

推力矢量测试平台及原位校准方法研究

对于推力可调式固体姿轨控发动机,推力矢量参数是重要的测试物理量,为了研究固体火箭发动机推力矢量测试问题,提出一种推力矢量测试装置和测试系统.设计出一种固体姿轨控发动机推力矢量测试平台,对推力矢量测试平台的基座进行了模态仿真的分析,得出推力矢量测试平台基座的频率响应在390.71～417.92 Hz.对所构建的固体姿轨控...     

矩阵变换器供电的异步电动机DTC-SVM控制

提出一种由矩阵变换器供电的异步电机直接转矩控制-空间矢量调制(DTC-SVM)方法.该控制系统结构简单,转矩脉动小,输入功率因数为1.通过使用矩阵变换器空间矢量调制技术及异步电机的直接转矩控制技术,两种控制技术的优点得到了综合.用MATLAB软件对该控制系统进行了仿真测试,由仿真的矩阵变换器的输入、输出波形及异步电动机的速度、转矩波形证实了控制策略是有效可行的,系统具有良好的动态性能.     

T型三电平逆变器馈电双三相PMSM直接转矩控制

提出了一种T型三电平逆变器馈电双三相PMSM驱动系统直接转矩控制(DTC)策略。该系统既具有多相电机转矩脉动小、电流应力小和故障容错能力强的优点,也继承了T型三电平电机驱动谐波性能好、可靠性高的特点。该文所提出的基于双空间矢量调制(SVM)技术的直接转矩控制策略保留了DTC快速动态响应特性。与基于空间矢量解耦(VSD)的SVM技术相比,双SVM技术避免了复杂的矢量合成过程,并具有良好的谐波控制效果。所提出的控制策略还设计了谐波电流闭环控制器,能够有效抑制由绕组不对称、反电动势谐波、死区等非线性因素引起的低次谐波电流。通过实验验证了所提出的T型三电平逆变器馈电双三相PMSM驱动系统DTC策略的有效性。     

基于神经网络给定补偿的交流永磁直线伺服系统滑模控制

针对直接驱动的永磁直线同步电动机 (PMLSM )伺服系统 ,应用滑模变结构控制理论设计了一种具有强鲁棒性的速度控制器。为使系统具有自学习能力 ,削弱滑模控制所引起的“抖振” ,采用基于神经网络前馈给定补偿的滑模控制策略。仿真结果表明 ,该方案有效地克服了永磁直线同步电机特有的端部效应所产生的推力波动对系统的影响 ,对参数变化及阻力扰动具有很强的鲁棒性 ,而且提高了系统的稳态性能     

螺旋桨负载永磁同步电机直接转矩控制系统研究

为了研究空间矢量调制策略对大功率永磁同步电机在螺旋桨负载特性下变频调速性能的影响,通过对直接转矩控制变频调速和螺旋桨负载特性理论的分析,结合螺旋桨敞水特性曲线,得到螺旋桨推力系数Kp和扭矩系数Km分别与进速比J之间的函数关系.提出了推力系数和扭矩系数的计算方法,建立了螺旋桨负载和永磁推进电机直接转矩控制的仿真模型.仿真结果表明,直接转矩控制系统中永磁推进电机转速动态响应快,转速稳定后电磁转矩与螺旋桨旋转产生的负载转矩相等.与实测电机运行数据比较可知,不同转速下仿真得到的电机转矩值与实测值相一致,验证了该模型的有效性.     

一种基于占空比控制技术的异步电机直接转矩控制方案

文中提出了一种新的基于占空比控制技术的异步电机直接转矩控制方案。传统直接转矩控制的缺点之一是输出转矩波动较大。占空比控制技术通过在每个采样周期中插入零电压矢量来减小转矩的波动。文中将合成电压矢量的思想引入到占空比控制技术中。推导得出了瞬时转矩改变量与合成电压矢量的关系，合成电压矢量与所选电压矢量及其占空比的关系。联立这两个条件，求解出了占空比的计算公式。最后，对所提出的直接转矩控制算法进行了仿真试验。仿真结果表明，该方案可以大大减小输出转矩的波动。     

基于矩阵变换器的异步电机直接转矩控制

在最近几年,矩阵变换器受到广泛的关注,但主要集中在矩阵变换器本身的研究.提出了一种适用于矩阵变换器供电的异步电动机调速系统的组合控制策略,同时实现了矩阵式变换器的空间矢量调制和异步电动机的定子磁场定向直接转矩控制.该控制策略将矩阵式变换器的良好性能和直接转矩控制的优点结合起来,实现了异步电动机的高性能控制,提高交流调速性能并满足节能要求.仿真结果表明:使用该控制策略的调速系统在加减速运行和负载转矩变化等场合均具有良好的动态性能.     

模糊控制调节电压矢量占空比的永磁同步电机直接转控制系统

设计了模糊控制调节电压矢量占空比的永磁同步电机直接转矩控制系统,采用开关表选择电压矢量,采用模糊控制器调节电压矢量的占空比。仿真结果表明模糊控制调节电压矢量占空比的永磁同步电机直接转矩控制系统运行良好,可以实现永磁同步电机驱动系统的四象限运行。与直接转矩控制和传统模糊直接转矩控制相比,模糊控制调节电压矢量占空比的直接转矩控制策略可有效减小磁链和转矩脉动,降低电流谐波含量,但增大了平均开关频率。     

基于最大推力电流法的凸极式永磁直线同步电动机无速度传感器推力直接控制

针对凸极式直线永磁同步电动机的推力生成机制,本文提出了一种高性能的直线永磁同步电动机伺服驱动--基于最大推力电流法的无速度传感器直接推力控制.这一控制方式充分利用了磁路结构不对称所生成的磁阻推力,并将其与结构简单、响应快速的直接推力控制结合,使得电动机效率得以提高,功耗降低,响应速度更快.仿真实验结果证实了该方法的有效性.