基于预期电压矢量的永磁同步电机直接转矩控制系统

传统的基于开关表的直接转矩控制存在着转矩和磁链脉动大、开关频率不固定等缺点。考虑到空间矢量脉宽调制技术在一个控制周期内能够产生等效的任意相位的电压矢量,为了改善直接转矩控制的控制效果,提出了一种预期电压矢量的确定方法,并用PI控制器代替传统直接转矩控制系统的滞环比较器,构造出一种基于预期电压矢量的直接转矩控制策略。通过与传统直接转矩控制策略的对比试验,表明提出的直接转矩控制策略具有电流谐波小、转矩和磁链的脉动小、速度响应快、稳态误差小等特点。     

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。     

双三相永磁同步电机合成电压矢量直接转矩控制

针对传统多相电机的直接转矩控制算法在运行过程中存在转矩脉动和大量电流谐波的问题,提出了一种基于合成电压矢量的改进直接转矩控制算法。利用双三相永磁同步电机电压矢量丰富的特点,结合高阶滞环控制器的优点,在电机运行时减小转矩脉动。以电压矢量在谐波平面的电压分量等于零为约束条件,构造三组合成电压矢量。使用合成电压矢量替代传统电压矢量,达到降低电流谐波的效果。仿真结果表明,改进的直接转矩算法可以有效减小谐波电流和转矩脉动,具有良好的运行性能。     

基于谐波电流抑制的双三相PMSM容错型直接转矩控制

针对六相PMSM电机直接转矩控制系统在缺相运行时存在的转矩脉动大和电流谐波大等问题，提出了改进方法。根据矢量空间解耦的思想，推导出电机缺相后的数学模型和电压矢量方程，通过方程画出缺相后的电压矢量在基波平面和谐波平面的分布，分析了电压利用率的问题，在利用原始矢量制作出电机故障前后共用一个开关表的基础上，加入虚拟矢量合成后减少电流谐波的想法，以减小电机在直接转矩控制系统中缺相运行时的转矩脉动和电流谐波。利用虚拟合成矢量制作出电机在故障前后共用的一个开关表。仿真建模并验证了该方法的正确性。     

基于模糊逻辑和重构电压矢量的双Y移30°PMSM直接转矩控制

对双Y移30°PMSM的数学模型和直接转矩控制系统进行了详细描述。针对双Y移30°PMSM直接转矩控制中转矩脉动和存在k=6m±1（m=1,3,5…）次谐波电流问题,提出一种基于模糊逻辑和重构电压矢量的双Y移30° PMSM直接转矩控制策略。首先,利用脉宽调制技术对逆变器输出的原始电压矢量进行重构,对Z1-Z2平面上的电压矢量进行优化,从而减小k=6m±1（m=1,3,5…）次谐波电流损耗;其次,为了能够充分利用重构的不同电压矢量对定子磁链和转矩产生的影响,构建了基于模糊逻辑的电压矢量选择控制器,用以替代传统的滞环比较器和开关表。仿真和实验结果证实提出方法的正确性和可行性。     

基于占空比调制的五相容错永磁游标电机直接转矩控制

采用传统直接转矩控制策略的五相容错永磁游标电机,存在转矩脉动过大、定子电流谐波分量较高等问题。提出一种基于占空比调制技术的直接转矩控制策略。根据每个采样周期的转矩和磁链误差,运用一种简单有效的求解方法,计算出有效电压矢量作用的最佳时间。既能保持电机优良的动态响应性能,也能有效减小转矩和磁链脉动,并降低定子电流的3次谐波含量。与此同时,该策略保持了直接转矩控制运算方便和结构简洁的优点。实验结果证明理论分析的正确性及所提控制策略的可行性。     

异步电机直接转矩控制模糊DSVM控制策略

针对传统异步电机直接转矩控制系统低速转矩脉动大、电流畸变严重、磁链轨迹内陷以及开关频率不固定等问题,基于离散空间电压矢量调制(DSVM)技术和模糊控制技术,提出了一种改善低速性能的控制策略.利用DSVM技术合成19种电压矢量,使低速区可供选择的电压矢量数目增加,提高了转矩调节器的控制精确度,采用模糊控制器选择电压工作矢量,明显抑制了转矩脉动.仿真结果表明,改进的DSVM控制策略及模糊控制算法的应用,在保证开关频率恒定的前提下,明显克服了低速磁链轨迹内陷、转矩脉动大、电流畸变严重等缺点,有效地改善了直接转矩控制的低速运行性能.     

反电动势非正弦的五相PMSM缺一相容错型DTC

为了提高反电动势非正弦波的五相永磁同步电机直接转矩控制系统的可靠性,在无故障数学模型的基础上,重构缺一相后剩余四相逆变桥输出电压矢量,研究缺一相时基波平面转矩及三次谐波平面电流直接控制策略。在减小电机输出转矩脉动的原则上,采用添加转矩给定前馈补偿的方式,克服了因不解耦而导致的转矩脉动。实验结果表明,该控制策略能够使电机在缺一相下平稳运行,且能由绕组无故障不间断切换到缺相运行。     

基于转矩误差PWM-DITC开关磁阻电机控制策略

研究了开关磁阻电机直接瞬时转矩控制的方法,针对开关磁阻电机转矩脉动大,提出了一种基于转矩误差PWM-DITC开关磁阻电机控制策略,利用Matlab/Simulink对开关磁阻电机PWM-DITC控制策略进行建模与仿真,仿真结果表明,PWM-DITC控制结构简单,不需要进行电流控制,直接从参考转矩和当前输出转矩进行比较得到每一相的开关状态,能有效地抑制开关磁阻电机的转矩脉动。将滞环控制策略和改进的PWM-DITC控制策略相比较,得出开关磁阻电机PWM-DITC控制策略实现简单,响应速度快,可提高系统的性能,能较好地抑制转矩脉动。     

永磁同步电机低开关频率的无差拍解耦控制策略

在低开关频率工况下,永磁同步电机的运行性能存在一些缺陷,例如电流谐波比例高、电流波形畸变大、启动转矩较小,输出转矩脉动大等,无法满足工业应用的需求。针对上述问题,提出一种基于矢量控制的无差拍解耦控制方法,并对该方法进行实验验证。实验结果表明,所提出的新型控制策略控制性能良好,可有效降低电流谐波,加快转速响应,抑制转矩脉动。     

自适应改进模糊调节电压矢量占空比永磁同步电机直接转矩控制

设计了模糊调节电压矢量占空比永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC),采用开关表选择电压矢量,采用模糊控制器确定电压矢量占空比。仿真结果表明,与传统DTC相比,可有效抑制磁链和转矩脉动,但也存在转矩较大时开关表控制失效引起转矩脉动的问题。针对开关表控制失效问题,提出了采用电压矢量选择策略取代开关表来选择电压矢量的改进控制策略。仿真结果表明：改进控制策略可有效抑制因开关表失效引起的转矩脉动,但动态性能较差。因此,进一步提出采用开关表与模糊调节电压矢量占空比的自适应切换控制。动态下,系统采用开关表控制;稳态下,系统采用改进模糊调节电压矢量占空比控制。仿真结果表明,自适应改进模糊调节电压矢量占空比控制可在保证良好稳态性能的基础上提升动态性能。     

六相串联三相双永磁同步电机预测型直接转矩控制研究

基于开关矢量表的直接转矩控制(direct torque control,DTC)策略在多相驱动中存在开关矢量表规模庞大、开关矢量无法保持最优等缺陷。为此,利用零序电压为零的电压矢量在两台电机同步旋转坐标系中构建预测型直接转矩控制策略,实现两台电机电磁转矩精确解耦控制。为了进一步减小零序电流分量,采用零序电流闭环动态调整逆变器输出的零电压矢量与非零电压矢量21或42作用时间方法。实验结果表明,与基于开关矢量表直接转矩控制相比,所提预测型DTC驱动系统电磁转矩、电流脉动大幅度降低,零序电流被很好地控制在零附近。     

稳态性能改善的双三相永磁电机直接转矩控制

传统直接转矩控制的双三相永磁电机存在电流谐波含量高、磁链脉动和转矩脉动大的缺点.为改善双三相永磁电机稳态性能,该文提出虚拟电压矢量集的新型占空比调制直接转矩控制.首先,电压矢量集由传统的12个基本电压矢量拓展到24个虚拟电压矢量,通过虚拟电压矢量实现对谐波平面的控制,减小谐波电流;再通过增加矢量个数减小磁链的控制误差,...     

基于注入分段式谐波电流抑制开关磁阻电机转矩脉动的控制策略

开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)较大的转矩脉动问题制约了其广泛应用,抑制SR电动机转矩脉动的研究是近年来研究领域的热点之一。该文介绍一种注入一系列分段谐波电流的控制策略,该控制策略采用向初始矩形参考电流中注入多次谐波分量,使之生成相应的额外转矩,来补充或消除原参考电流产生的转矩脉动。为使得谐波电流注入下SR电机转矩脉动降低的更加灵活与有效,将注入的n次正弦谐波电流分量等分成n段,通过调节相应段的谐波分量系数,独立控制各分段区间参考电流波形,进而控制电机输出转矩。新的控制策略在电流斩波控制下可较好的实现抑制转矩脉动的目标。最后,通过仿真与实验验证上述所提方法的实用性及有效性。     

电动汽车用PMSM直接转矩控制电压矢量选择策略

给出了内置式永磁同步电机直接转矩控制系统定子磁链幅值、转矩角和转矩的简化控制规律,提出了一种适用于转矩角小于90°时的内置式永磁同步电机直接转矩控制电压矢量选择策略,并针对Honda Civic06My Hybrid混合动力电动汽车用15kW内置式永磁同步电机进行实验验证。实验结果表明:相比较于开关表控制,电压矢量选择策略可有效减小电流和转矩脉动,电流谐波含量小且固定开关频率。     

永磁同步电机直接转矩控制转矩脉动抑制研究

针对直接转矩控制系统不合理转矩脉动问题,依据永磁同步电机直接转矩控制理论,提出了基于12定子磁链扇区和12电压矢量的控制策略,分析了不同电压矢量在不同定子磁链扇区内对转矩的作用,给出了不合理转矩脉动产生的原因,并提出了一种新颖的开关表.理论分析和仿真结果表明这种控制策略可以最大程度上减小不合理转矩脉动范围.     

双三相永磁同步电机直接转矩控制

针对基于开关表的直接转矩控制技术的定子电流谐波和磁链误差较大等问题,提出一种旨在减小定子谐波电流的基于空间矢量调制的直接转矩控制技术。电机解耦后,保持α-β平面电压矢量最大和x-y平面电压矢量最小原则,给出最大4矢量空间矢量调制策略中SVPWM波形产生过程。在Matlab/Simulink中构建双三相永磁同步电机调速系统模型,结果表明使用所提出的控制技术,调速系统动态响应快、磁链接近理想圆形、定子电流谐波因数减小到1.83%。     

基于虚拟电压矢量集占空比优化的五相永磁同步电机直接转矩控制算法

传统的直接转矩控制(direct torque control,DTC)算法具有结构简单、动态响应迅速等优点,然而将其直接推广至五相系统中时会造成较大的谐波电流。为了消除其电流低次谐波、减小输出转矩脉动,针对五相永磁同步电机,提出一种基于虚拟矢量集占空比的优化DTC算法。构造虚拟电压矢量集,消除多相电机中特有定子电流低次谐波;分析转矩在不同电压矢量作用下的变化率,通过优化虚拟电压矢量的占空比有效减小转矩脉动;结合五相系统的特点分析传统离线开关表的不足,提出一种电压矢量的在线评估方法,利用评价函数选出最优的虚拟电压矢量。此外,半实物实验结果验证所提算法的有效性。     

基于三矢量的并网逆变器模型预测直接功率控制

并网逆变器采用双矢量模型预测直接功率控制策略时,存在输出电压矢量覆盖范围受限、并网电流谐波含量高、功率脉动大的问题。对此,提出了一种基于三矢量的并网逆变器模型预测直接功率控制策略,通过构建αβ坐标系下预测功率模型,在每个控制周期进行2次电压矢量选择,用相邻2个非零电压矢量和1个零电压矢量合成出期望电压矢量,使输出电压矢量方向与幅值均可调,同时对有功功率和无功功率进行无差拍控制,有效改善并网电能质量及减小功率脉动,并通过空间矢量脉冲宽度调制使开关频率固定。仿真和实验结果表明,相比单、双矢量模型预测直接功率控制策略,所提方法并网电流谐波含量低、功率脉动小,具有良好的动稳态性能。     

电流跟踪型PWM逆变器的SVPWM控制策略研究

通过对电流跟踪型PWM逆变器的研究,提出了一种新型基于误差电流矢量的SVPWM控制策略。该控制策略能在稳态时抑制电流高频开关谐波,在动态时又能保证电流快速响应。通过仿真,从定子磁链轨迹、定子电流谐波含量和电磁转矩脉动3个方面,将新的控制策略与双滞环电流控制策略进行了对比研究。实验结果证明了新控制策略的正确性和有效性。