电动车用无刷双馈电动机恒功率弱磁研究

电动车用无刷双馈电动机在基速以下恒转矩运行、基速以上恒功率弱磁扩速运行.由于励磁电流可控制,理论上能够调节励磁电流实现恒功率控制.但是,由于无刷双馈电动机的非线性特性导致其反电势为不规则方波形状,类似直流电机那样采用相电压反馈控制励磁电流实现恒功率控制困难较大.利用三相电枢绕组电阻电压间接测量反电势控制励磁电流,实现无刷双馈电动机恒功率弱磁控制,保证恒功率阶段电机的出力最大,从而提高无刷双馈电动机恒功率弱磁扩速范围,满足电动车对驱动电机的要求.仿真、实验结果验证了该方法的有效性.     

弱磁用复合式转子永磁无刷直流电机设计

针对永磁无刷直流电机弱磁控制的要求,采用永磁段 磁阻段的复合式转子结构,实现基速以下恒转矩、基速以上恒功率的运行方式。理论上推导了永磁无刷直流电机弱磁的运行机理及电机模型,技术上针对交轴磁通路障式转子交、直轴磁路耦合严重、导磁材料非线性等特点,利用电磁场分析求解了交、直轴电枢反应电感,从而导出理论上弱磁运行的最高速。最后,对永磁无刷直流电机弱磁扩速范围对参数的依赖性进行了分析,归纳了弱磁控制用永磁无刷直流电机设计的特点。     

弱磁用复合式转子永磁无刷直流电机设计

针对永磁无刷直流电机弱磁控制的要求，采用永磁段 磁阻段的复合式转子结构，实现基速以下恒转矩，基速以上恒功率的运行方式。理论上推导了永磁无刷直流电机弱磁的运行机理及电机模型，技术上针对交轴磁通路障式转子交、直轴磁路耦合严重、导磁材料非线性等特点，利用电磁场分析求解了交、直轴电枢反应电感，从而导出理论上弱磁运行的最高速，最后，对永磁无刷直流电机弱磁扩速范围对参数的依赖性进行了分析，归纳了弱磁控制用永磁无刷直流电机设计的特点。     

电动汽车用永磁同步电机超前角弱磁控制

由于永磁同步电机(PMSM)具有体积小、功率密度、效率及功率因数高等特点,目前在电动汽车驱动系统中具有较高的应用价值.针对电动汽车用PMSM基速以上弱磁控制时存在的电流调节器饱和、不可控问题,设计了基于转子磁场定向带电压外环控制的电流超前角弱磁控制方法,实现了基速以下恒转矩调速和基速以上恒功率弱磁控制,以及两种工作模式...     

定子双馈电双凸极电机恒功率弱磁控制的研究

介绍了定子双馈电双凸极电机(SDFDS)的结构、原理和弱磁调速控制方法。相对于永磁电机,定子双馈电双凸极电机磁场可调,易于实现弱磁控制和基速以上的恒功率控制,大大扩大了电机的调速范围。针对一台三相12/8极定子双馈电双凸极电机,运用Matlab/Simulink软件建立仿真模型,实现该双凸极电机的恒功率弱磁调速,从而说明电机有调速范围更宽的优点。     

电动汽车用永磁同步电动机弱磁控制系统研究

电动汽车用永磁同步电动机在基速以下恒转矩运行,在基速以上恒功率扩速运行。在分析永磁同步电动机数学模型的基础上,设计了一种具有转速控制和转矩控制两种工作模式的弱磁控制系统。该系统在基于XC164的硬件平台上进行了试验,得到了永磁同步电动机控制系统的转速-转矩特性及效率曲线。试验结果表明,该系统有效满足了电动汽车的弱磁扩速要求。     

一种基于瞬时功率理论的弱磁控制算法

弱磁控制是利用直轴电枢反应产生一个反向磁场来抵消永磁磁场,获得等效弱磁磁场,实现电机在基速以上运转.它能提高无刷直流电机调速比,实现基速以上的恒功率控制,从而大大扩大了无刷直流电机的应用范围.本文在讨论瞬时功率理论基础上,提出了一种基于虚拟瞬时功率的无刷直流电机弱磁控制算法.实验结果表明本文提出的弱磁控制算法具有良好的控制性能,其基速以上调速比可达2:1.     

增程式电动车用永磁同步电机弱磁控制仿真研究

考虑到增程式电动车(EREV)电驱动系统的特点和特殊要求,在永磁同步电机数学模型的基础上,研究了永磁同步电机的弱磁控制原理及其控制策略。在基速以下,采用最大转矩/电流控制(MTPA),使电机运行于恒转矩区,以获得最大电磁转矩;当转速增至基速后,则采用弱磁控制策略,以拓宽电机的调速范围,实现高速恒功率运行。在Matlab/Simulink中,基于电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术对永磁同步电机弱磁控制系统进行了建模仿真,验证了该弱磁控制算法正确性。     

一种基于瞬时功率理论的弱磁控制算法

弱磁控制是利用直轴电枢反应产生一个反向磁场来抵消永磁磁场，获得等效弱磁磁场，实现电机在基速以上运转。它能提高无刷直流电机调速比，实现基速以上的恒功率控制，从而大大扩大了无刷直流电机的应用范围。本文在讨论瞬时功率理论基础上，提出了一种基于虚拟瞬时功率的无刷直流电机弱磁控制算法。实验结果表明本文提出的弱磁控制算法具有良好的控制性能，其基速以上调速比可达2：1。     

基于矢量控制的电动汽车用异步电动机弱磁控制方法

对需要异步电动机恒功率运行的应用领域,特别是电动汽车这种需要大范围扩速运行的情形,弱磁控制是一个非常重要的方法。基于矢量控制提出一种恒交轴电压弱磁控制方法,该方法与电机参数无关,稳定性强,实现简单,试验结果验证了该方法的正确性和有效性。     

直驱式永磁同步风力发电机的H∞控制

研究了直驱式永磁同步风力发电机的H∞控制,应用直接反馈线性化,建立了鲁棒控制模型,采用H∞控制理论得出控制律,算法简明实用.仿真表明,H∞控制可以保证在风速变化、系统参数不确定和外部干扰的情况下,直驱式永磁风力同步发电机仍能安全可靠地获取最大风能,向电网输送恒频恒压的电能.     

中频SCR逆变器恒功率输出的研究

针对常规中频电源功率调节存在的问题,提出了采用CD4046锁相环实现有相差频率跟踪,并通过功率输出反馈调节逆变角的方法。在分析了现有的控制方法及中频电源特点的基础上研制出实际的控制电路,通过控制电路的自动调节实现了在负载变化的范围内恒功率输出。并通过理论分析和仿真论证了此方法的可行性。结果表明,设备运行安全可靠,提高了生产效率,大大降低了生产成本。     

时钟交错定频积分控制的三电平交流斩波器

在详细分析单相三电平交流斩波器工作原理的基础上,研究了其控制策略.提出时钟交错定频积分控制方案,实现单相三电平交流斩波器的闭环控制.给出时钟交错定频积分控制的硬件实现方法,通过仿真和实验对其进行验证.仿真和实验结果表明,时钟交错定频积分控制方案具有控制结构简单、硬件实现容易、动态响应快、谐波品质优良和功率因数高等优点.由于无输出占空比限制,时钟交错定频积分控制的单相三电平交流斩波器可以实现输出电压的满幅调节.时钟交错定频积分控制还可以扩展到电平数更多的多电平交流斩波器中.     

光伏发电系统多模式接入直流微电网及控制方法

对接入直流微电网的光伏发电系统提出三种工作模式,即最大功率点跟踪控制模式、恒压模式和恒功率模式。在最大功率点跟踪控制模式时,采用一种变步长的扰动观察法实现最大功率点跟踪。在恒压模式时,采用PI控制实现恒压控制。在恒功率模式时,采用PI控制实现恒功率控制。当判断出不能实现恒压或恒功率控制时,切换到最大功率点跟踪控制模式,并通知能量管理器,能量管理器通过储能装置调度或负荷调度来镇定直流母线电压。从而使光伏发电系统对能量管理器来说是一个受限的可控源,有助于直流微电网的稳定运行。对所提出的多种工作模式及控制方法进行了仿真,结果表明,所提方法能使光伏发电系统运行于多种工作模式,并能实现相应的控制目标及模式切换,使光伏发电系统变为一个受限的可控源。     

虚拟同步发电机的并网功率控制及模式平滑切换

现有控制策略难以在电网频率发生波动时实现并网虚拟同步发电机(VSG)的恒功率控制与惯量、阻尼支撑相互协调控制。针对此问题,提出一种VSG的PQ控制模式,使得并网状态下VSG能够实现稳态恒功率运行,同时在动态过程中可以为系统提供惯量支撑。对比分析VSG功率环模型与基于虚拟功率的锁相环模型,提出将功率环模型校正为有零点典型二阶系统,在保持同步机制的同时实现电网频率扰动下VSG的PQ控制模式。通过比例—积分(PI)环节与惯性环节的切换以及参数设计来实现恒定稳态有功功率控制与频率下垂控制之间的平滑切换;从输入和扰动响应这2方面对恒定有功功率控制与频率下垂控制模式进行对比分析。最后,对这2种模式的稳定运行与平滑切换进行了仿真和实验验证。结果表明:PQ控制模式的有功功率控制稳态性能明显优于频率下垂模式,动态性能则弱于频率下垂模式。     

基于无源控制的Buck变换器稳定性研究

直流微电网中存在大量的恒功率负载,由于恒功率负载具有负阻抗特性,会给电源系统的稳定运行带来不利影响,不利于负荷的即插即用。通过分析带有恒功率负载的Buck变换器动态特性,基于无源控制理论和系统的状态空间数学模型将传统无源控制器与比例积分调节器相结合,得到自适应的无源反馈控制器,用于消除由负载变动引起的稳态误差。利用Matlab/Simulink建立仿真模型,仿真结果表明:与传统无源控制相比,在恒功率负载发生变化时,改进后的无源控制器能对扰动快速响应,输出电压无稳态误差,具有更好的稳定性能。最后,该控制策略的有效性在Opal-RT实时仿真机上得到了进一步验证。     

Active power filter based on three-phase two-leg switch-clamped inverter

A novel three-phase two-leg switch-clamped inverter is presented to achieve multilevel pulse-width modulation (PWM) operation, harmonics elimination, reactive power compensation and dc-link voltage regulation. Four active switches with voltage stress of dc-link and two ac switches with voltage stress of half dc-link are used in the proposed inverter. In this paper, the proposed inverter is operated as a controllable current source to supply the necessary active power for the compensation of inverter losses, to suppress current harmonics, and to compensate the reactive power drawn from the non-linear loads. Therefore, the balanced and sinusoidal line currents are drawn from the ac source. Two control loops are used in the adopted control scheme to maintain the constant dc-link voltage (outer loop with low-bandwidth control) and to achieve the line current command tracking (inner 1oop with high-bandwidth control). The mathematical model of the proposed converter for the operation active power filter is derived and the control scheme is provided. Computer simulations and experimental results based on a laboratory scale-down prototype are presented to verify the effectiveness of the proposed control scheme.     

含多端柔性互联装置的交直流混合配电网协调控制方法

含柔性互联装置的交直流混合配电网协调控制方法是保证其高效可靠运行需要解决的关键技术之一。文中提出了一种新型的交直流混合配电网的协调控制方法。首先,根据互联装置交流侧运行状态将系统分为了9种不同的运行模式,并依照不同运行模式的控制需求提出了互联装置、储能单元以及光伏发电单元的控制策略。针对下垂控制的直流电压偏差问题,采用直流电压二层控制进行补偿。同时为了避免深度放电,提出了基于荷电状态带有缓冲区的减载算法,能够有效减小直流电压波动,而对于深度充电问题,提出了采用光伏发电单元同时切换至分层直流下垂控制实现直流电压恒定,实现按照容量比例进行均分。最后,通过仿真软件搭建了仿真模型,仿真结果验证了所提出方法的有效性和可行性。     

基于Multi-agent的微网控制模型研究

针对高渗透微电网接入配电系统后,给主网调度稳定运行和可靠性带来困难这一问题,基于Multi-agent提出一种新的微网控制模型,该模型将微网及内部单元作为a-gent节点行为,构建了微网的两层控制体系:对底层单元agent采用恒功率和恒频恒压控制方法;对上层微网agent,提出恒交换功率控制策略,使微电网在并网运行时表现为单一的可控负荷,微网与主网的交换功率维持恒定,减少主网的调度难度。通过建立微网两层控制体系相应的具体模型,并对两层控制体系之间的协同策略作具体分析,保证了微电网在不同运行模式下的稳定运行。在PSCAD中进行建模仿真,结果表明,该控制模型使微电网并网和孤网时均能可靠运行,且保证了对主网调度的友好性。