基于多目标排序的无刷双馈电机预测控制

首先推导无刷双馈电机(BDFM)在统一坐标系下的电压模型和转矩模型,在此基础上给出电机转矩和控制电机定子磁链的预测方程,随后给出基于多目标排序的预测控制系统设计方法,通过对转矩和磁链的预测误差进行综合排序来选择基本电压矢量,实现对电机转矩和控制电机定子磁链的直接控制。仿真实验结果证明,该方法可有效减小转矩脉动、改善电流谐波,具有良好的动、静态性能。     

基于交轴磁链辨识的永磁同步电机位置传感器零位校正方法

永磁同步电机控制系统的软硬件故障可能会导致转子初始位置信息出错或丢失,进而造成控制系统失效。为了解决上述问题,分析了转子位置误差对直轴电压的影响,并提出了一种基于交轴磁链辨识的位置传感器零位校正方法。首先,通过离线辨识获取交轴磁链变化曲线,并利用曲线拟合工具获取函数,进而计算获得转子准确定位工况下的直轴电压方程。然后,利用位置信息误差对交轴磁链和直轴电压方程的影响,建立起转子位置误差的闭环校正系统,最终实现了位置传感器的在线零位校正。该方法在永磁同步电机平台进行了试验验证,结果表明,该方法具有良好的校正精度和应用可靠性。     

双馈变速恒频风电系统矢量控制分析

变速恒频风力发电机成为并网风电机组发展的趋势 ,采用双馈发电机实现的变速恒频变频器容量小 ,具有一定的优势 ,本文针对双馈发电机数学模型 ,运用定子磁链定向的矢量控制规则 ,实现转子电流与磁链的解耦 ,达到控制定子侧恒频恒压输出的目的 ,并简要介绍了控制部分的数字化的实现     

交流励磁发电机定子磁场定向的矢量控制研究

论述了交流励磁发电机基于定子磁场定向的控制原理,推导了发电机有功功率、无功功率与转子励磁电流的关系,搭建了交流励磁发电机双闭环控制模型,讨论了定子磁链幅值和位置的确定,进行了采用PID调节器双闭环控制的仿真研究,结果表明定子磁场定向的矢量控制原理能够实现对交流励磁发电机有功和无功功率的快速、解耦控制。     

交流励磁风力发电系统的控制策略与仿真研究

详细阐述了交流励磁风力发电系统变速恒频发电的基本原理.在讨论了交流励磁发电机两相旋转坐标系下的数学模型后,引入以定子磁链矢量定向的方案,将该数学模型简化为交流励磁发电机的矢量控制方程.根据矢量控制方程给出了交流励磁发电机矢量控制系统的控制框图.在Matlad/Simulink环境下,构建了整个交流励磁风力发电系统的仿真模型,并进行了发电机有功、无功独立调节的仿真研究,验证了矢量控制方案的有效性.     

正十二边形矢量集的永磁同步发电机磁链预测控制

针对磁链预测问题，基于广义比例积分观测器原理设计磁链观测器，并基于此实现具有误差校正的磁链预测，提升磁链预测精度；针对备选电压矢量较少的问题，构造一种均匀对称分布的正十二边形矢量集，不仅增加可选矢量数量，而且矢量集的正十二边形分布特征有利于特定次开关谐波的消除。基于以上核心算法，最终为风电系统中PMSG设计FCS-MPFC方案，并通过实验验证所提方案具有较强的参数鲁棒性和较高的转矩控制精度。     

无刷双馈电机直接转矩控制失控分析

根据无刷双馈电机统一坐标系下的数学模型,推导电磁转矩和控制绕组磁链的导数方程,由导数方程得到在不忽略转子磁链条件下的磁链和转矩关于基本电压矢量的曲线图,作为直接转矩控制开关表选择的依据。根据曲线图分析无刷双馈电机在高转矩条件下的失控问题,并从转矩、控制绕组磁链及直流母线电压大小变化对于失控问题存在的影响进行理论分析及仿真验证,提出动态调节电压矢量的方法给以解决,改善系统的控制性能,仿真结果证明所提方法的有效性。     

基于电流型变换器风力发电系统PMSG的SVM-DTC控制方法

针对基于电流型变流器的直驱风电系统中的永磁同步发电机(permanent magnetic synchronous generator,PMSG)控制系统,提出一种基于定子磁链定向的空间矢量调制直接转矩控制(space vector modulation direct torque control,SVM-DTC)算法,根据该算法,通过合成的电流空间矢量可完全补偿电机的转矩和磁链与参考值之间的误差,同时能保证功率器件开关频率的恒定。其中定子磁链估计采用自适应补偿的改进积分算法,解决了纯积分存在直流偏移和低通滤波存在幅值与相位误差的缺陷,从而达到高性能的DTC效果。仿真与实验结果表明,基于定子磁链定向的SVM-DTC算法能有效提高系统的动静态性能且易于实现机侧的单位功率因数控制。     

感应电机模型预测直接速度控制

传统的模型预测转矩控制具有原理简单、动态响应快和控制灵活等优点,在感应电机高性能控制中得到了广泛研究。但是,现有方法一般通过转速外环来得到转矩参考指令,而转矩和磁链跟踪则通过内环的模型预测控制来实现。这种双闭环级联结构虽然保证了系统的稳定性,但存在内外环互相影响、调试参数较多等缺点。针对上述问题,舍去了传统控制方案中的双闭环串联结构,提出一种仅包括单个控制回路的模型预测直接速度控制方法。通过在价值函数中引入定子磁链误差和转子转速误差,实现了对不同时间尺度的转速和磁链的同时控制,具有结构简单、调试参数少等优点。另外,通过引入负载转矩观测器,提高了转速控制的稳态性能。相比传统模型预测转矩控制,提出的模型预测直接速度控制转矩和转速脉动显著减小,另外在全速范围具有更小的电流谐波,其有效性通过试验进行了验证。     

交流电网故障时DFIG机组定转子暂态特性分析与仿真

针对电网对称及不对称故障,给出了估算定、转子暂态磁链和电流的方法。利用机理建模法建立了DFIG机组的数学模型,分析了电网故障下DFIG机组定、转子磁链的暂态特性,并推导出了定、转子暂态电流表达式。在理论分析的基础上,应用Simulink平台搭建了基于定子电压定向矢量控制策略的1.5 MW DFIG机组转子侧及网侧变换器模型,采用矢量轨迹图直观描述了定、转子磁链和电流的暂态变化过程,并提出一种结合基于双dq正、负序分解矢量控制与Crowbar电路的改进控制策略。通过仿真试验,验证了暂态电流表达式的正确性,并得到了跌落后电压值与定、转子电流最大值之间的关系曲线。此外,所提出的改进控制策略能够提高机组故障穿越能力。     

基于内模控制器的变速恒频风力发电并网控制方法

在分析定子磁链定向的双馈电机控制的基础上,将矢量控制技术和内模控制器结合起来应用于定子电压并网控制中,得到了一种新型的并网控制方法.该控制方法并不需要建立精确的感应电机模型,动态响应快,无超调,控制器结构简单,参数单一,工程上易于实现.利用Matlab进行的仿真结果表明,该方法具有优良的动态性能.     

内置式永磁同步电机12扇区直接转矩控制方法

以电压矢量的最大利用率为基础引入12扇区控制方法,该方法细化矢量选择和扇区划分,增加可供选择的电压矢量数目,有效发挥了电压矢量对磁链和转矩的控制优势;研究变化的内滞环带对转矩脉动的影响,仿真结果表明相对于传统的6扇区直接转矩控制方式,该文引入的12扇区控制方法可明显减小转矩和磁链脉动,同时保留了传统的直接转矩控制中转矩动态响应迅速的特点;在不同操作条件(转速和转矩不同)下,进一步优化12扇区的控制效果。仿真结果验证了理论分析的正确性和所提出方法的可行性。     

电动机直接转矩控制磁链模型切换

直接转矩控制(DTC)的基本思想就是同时控制电动机的定子磁链和电磁转矩,因此定子磁链观测是直接转矩控制中至关重要的一环.进行定子磁链观测的时候,无论是定子磁链幅值或是相位观测的准确性都将转矩影响电压状态的正确选择,从而直接影响系统的控制性能.异步电动机磁链观测模型一般有U-I模型、I-N模型和U-N模型3种.由于3种模型都存在一定的缺陷,所以实际应用中,磁链观测模型一般在高速的时候采用U-I模型,低速的时候采用I-N模型.从而如何让高低速模型之间的切换快速、平滑、稳定且误差小也就成了一个值得探讨的问题.……     

基于双环控制的双馈风力发电机组控制策略

在分析了双馈风力发电机组运行特性的基础上,提出一种基于双环控制的变换器控制策略。在转子侧,变换器采用定子磁链定向矢量控制技术,推导出了用转子有功电流和无功电流独立解耦控制有功功率和无功功率的策略,并实现了风能的最大跟踪;在电网侧,变换器采用电网电压定向矢量控制技术,构建了电流内环、电压外环的双闭环PI控制系统。利用PSCAD/EMTDC软件,构建了双馈风力发电机组仿真模型。仿真结果验证了所提控制策略的有效性和合理性     

交流励磁变速恒频风力发电机并网同期控制

探讨了交流励磁变速恒频风力发电机组同期控制并网过程运行原理,研究了基于定子磁链定向矢量控制技术的发电机并网控制策略,建立了交流励磁变速恒频发电机并网过程的仿真模型,验证了并网控制策略的有效性于可行性.     

PSCAD/EMTDC环境下双馈风力发电机组的建模与仿真

介绍了一种在PSCAD/EMTDC环境中建立双馈风电机组模型以用于电磁暂态分析的方法。分析了风力机风速与输出转矩的关系,建立了机侧换流器的定子磁链定向矢量控制模型、网侧换流器的电网电压定向矢量控制模型,并考虑了低电压穿越控制策略。最后在PSCAD/EMTDC环境中建立了双馈风电机组的模型,仿真验证了建模方法的有效性和正确性。仿真结果表明,在PSCAD/EMTDC环境中,双馈风机建模方法能够准确地描述风电机组的电磁暂态特性。     

改进的同步磁阻电机模型预测转矩控制

针对同步磁阻电机模型预测转矩控制转矩脉动大且受电感参数影响大的问题，提出一种改进的同步磁阻电机模型预测转矩控制方法。利用带遗忘因子的递推最小二乘法对电感参数进行辨识，将辨识得到的电感参数用于模型预测转矩控制中，可提高模型预测控制中数学模型的准确性、减少电感参数变化对模型预测转矩控制性能的影响。引入离散空间矢量调制技术，该技术通过合成大量的虚拟矢量提高系统的稳态性能，同时提出一种电压矢量选择简化方法，避免计算全部电压矢量，可减少计算量。仿真结果表明，该方法转矩与磁链脉动小，具有良好的动稳态性能。     

基于M 轴定子磁链分量的无速度传感器MRAS的双馈风力发电机控制新方法

提出一种基于定子磁链M轴分量的模型参考自适应系统的变速恒频双馈感应电机无速度传感器控制新方法。此方法根据转子侧有功、无功解耦矢量控制策略,将定子磁链在M轴上分量作为参考模型和可调模型的输出量;利用M轴估计磁链与实际磁链之差和Popov超稳定定理设计出转速PI自适应律来对转速进行估算,并根据Lyapunov定理和小信号模型对其稳定性进行分析;最后通过对发电机在3种同步状态和由亚同步到超同步变化下的仿真结果进行比较,详细分析了双馈电机无速度传感器系统的稳态性能和运行性能,仿真结果表明:新方法在亚同步、同步和超同步3种运行状态下和在运行状态变化下均具有良好的跟踪效果和动静态性能。     

基于占空比调制的无刷双馈电机转矩脉动最小化控制研究

针对无刷双馈电机采用传统直接转矩控制方法存在着转矩和磁链脉动大、开关频率不固定等问题,在分析传统直接转矩控制产生脉动原因的基础上,提出一种基于占空比调制的脉动最小化直接转矩控制策略,根据无刷双馈电机的状态方程,结合预测控制思想,根据当前电流、转矩和磁链预测下一时刻的转矩和磁链,采用一个控制周期内转矩脉动最小化原则计算出非零电压矢量作用的时间,从而减小转矩脉动。实验验证表明,该控制方法在保持传统直接转矩控制优点的基础上,能有效减小转矩脉动,改善直接转矩控制的性能。     

基于Super-twisting算法的永磁同步电机直接转矩控制

针对传统永磁同步电机直接转矩控制中转矩和磁链脉动较大的问题,文章基于Super-twisting算法,提出了一种二阶滑模直接转矩控制策略.该控制策略使用二阶滑模控制结构取代传统PI控制和滞环控制结构,设计了磁链和转矩滑模控制器,提高了系统控制的动态响应能力.文章使用SVPWM矢量控制取代传统DTC中的开关表,保持开关频...