永磁同步电机电流调节器动态特性分析及改进设计

建立了永磁同步电机复矢量模型,应用复矢量根轨迹法和复矢量频域分析法对复平面等价形式的永磁同步电机电流调节器性能进行了研究。使用以基频为中心一定带宽内频率响应状况及抗扰强度函数的方法对电流调节器性能进行了分析,结果表明建立在同步坐标系内一般形式的比例一积分电流调节器性能随着外部干扰及基波频率升高而恶化。采用基于小波多尺度解析的PI调节器技术对其进行改进设计,理论分析及仿真结果表明,改进后的电流调节器较之传统的调节器具有较好的抑制噪声及抗干扰的能力。     

永磁同步电机复矢量电流调节器解耦性能分析

针对内置式永磁同步电机(IPMSM)d,q轴电流存在动态耦合的问题,在此基于有效磁链概念得到了IPMSM的复矢量数学模型,设计了相应的复矢量电流调节器,实现了d,q轴电流的动态解耦。相比于状态反馈解耦控制,复矢量解耦控制具有更好的动态解耦效果,并且在一定程度上提高了电流环控制系统的参数鲁棒性。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性和可行性。     

基于虚拟电阻的永磁同步电机单电流调节器弱磁控制

单电流调节器弱磁控制是一种有效的永磁同步电机弱磁控制策略,该控制方法只需要一个电流调节器就可以同时实现速度调节和弱磁控制,结构简单、动态响应快,并且能够解决传统弱磁控制策略中双电流调节器在电机高速时易于饱和的问题,但是电机不能充分利用逆变器输出电压,且电机的带载能力和效率不能兼顾。该文提出基于虚拟电阻的单电流调节器弱磁控制策略,对单电流调节器弱磁控制中的弱磁电压依据电流轨迹进行优化设计,在保证动态调速性能和带载能力的同时实现效率优化;构建基于虚拟电阻的单电流调节器弱磁控制系统,通过仿真和实验验证了该算法的正确性和有效性。     

基于谐振调节器的永磁同步电机电流谐波抑制方法

当永磁同步电机在转子磁场定向控制方法下运行时,由于电机齿槽以及逆变器死区效应等非理想因素的影响,d、q轴电流中会包含谐波。为了抑制电流谐波,该文采用在电流控制环上并联谐振调节器的方法对特定的谐波进行抑制。谐振调节器在给定的谐振频率下有无穷大的增益,因此可以对该频率的谐波进行完全抑制,但是当输入为阶跃信号时,电流响应会出现超调。为了消除超调,同时提高电流的动态响应速度,采用一种前馈控制方法,同时考虑数字控制延时的影响,达到了电流响应没有超调,快速跟踪的效果。为验证该文提出的方法,进行了仿真分析,并在1.25 kW永磁同步电机实验平台进行了实验,验证了该文方法对电流谐波抑制及动态响应速度的提升作用。     

基于复矢量电流调节器的指定次谐波电流控制方法研究

三相并联型有源电力滤波器可以补偿电力系统中非线性负载引起的谐波与无功电流,其补偿性能取决于电流调节器的控制精度与动态响应。本文采用复矢量分析法,提出一种复矢量PI调节器控制方法,该方法对系统参数变化的鲁棒性较好;针对数字控制系统的固有延时,在离散域下,采用电压指令相位延迟补偿方法,消除延时对系统稳定性的影响;通过增加虚拟电阻,提高控制器的抗干扰性能,提高谐波补偿精度。仿真结果验证了上述方法的有效性。     

永磁同步电机电流环控制耦合分析

在永磁同步电机(PMSM)高频运行和控制载波比低的情况下,由于电机阻抗耦合和数字控制延时的影响,d,q轴电流耦合加重导致电流失稳。在此搭建了同步坐标系下复系数传递函数表达的电流环控制模型,并在此基础上提出一种带角度补偿的复系数PI控制器,解决了耦合导致的PMSM电流环失稳问题。实验结果验证了该方法的可行性和算法的正确性。     

永磁同步电机高转矩电流矢量控制方法和系统

本文提出了一种提高永磁同步电机输出转矩的电流矢量控制方法,即通过实时控制定子电流矢量的相位角,充分利用磁阻转矩来使电机输出转矩达到最大值。与传统的控制方法相比,电机的几种性能指标如：力矩,效率,功率因数等都得到了改善。文中还给出了最民矩电流矢量控制的实现方法和仿真结果。     

以电流矢量为目标的永磁同步电机定子电流动态预测

提出一种以电流矢量为目标的永磁同步电机(PMSM)定子电流动态预测方法。通过研究αβ静止坐标系下PMSM定子电流矢量动态响应,得出电流矢量变化的三个作用分量,并在离散周期上,利用泰勒级数对每个分量截断近似,进而得到PMSM定子电流矢量的动态预测方法。对方法中各个分量的近似误差进行了分析,同时为参数选择和应用条件提供了理论依据。最后,利用实验验证了预测方法的准确性。     

基于谐振调节器的永磁同步电机电流谐波抑制方法EI北大核心CSCD

当永磁同步电机在转子磁场定向控制方法下运行时,由于电机齿槽以及逆变器死区效应等非理想因素的影响,d、q轴电流中会包含谐波。为了抑制电流谐波,该文采用在电流控制环上并联谐振调节器的方法对特定的谐波进行抑制。谐振调节器在给定的谐振频率下有无穷大的增益,因此可以对该频率的谐波进行完全抑制,但是当输入为阶跃信号时,电流响应会出现超调。为了消除超调,同时提高电流的动态响应速度,采用一种前馈控制方法,同时考虑数字控制延时的影响,达到了电流响应没有超调,快速跟踪的效果。为验证该文提出的方法,进行了仿真分析,并在1.25 kW永磁同步电机实验平台进行了实验,验证了该文方法对电流谐波抑制及动态响应速度的提升作用。     

双三相永磁同步电机谐波电流抑制技术

针对双三相永磁同步电机定子电流中存在较大谐波问题,根据比例谐振(proportional resonant,PR)控制器在谐振处无穷大增益,能够对交流输入信号进行无静差跟踪调节特性,提出一种基于PR控制器对谐波电流进行抑制的改进型矢量控制策略。基于谐波基下的双三相永磁同步电机数学模型和谐波电流分析基础,在z1-z2子平面引入2个PR控制器对定子电流的5、7次谐波进行控制,并进行了软件仿真与实验验证。结果表明,在z1-z2子平面引入PR控制器能有效地改善定子电流波形,谐波电流含量下降50%以上,能较好地降低电机损耗与逆变器容量,提高电机运行性能。     

微小转动惯量永磁同步电机电流环动态特性的研究

用于伺服系统的永磁同步电机,一般具有较小的转动惯量,可能使得电机的机械时间常数小于电磁时间常数.电流环在动态过程中不能有效抑制反电动势的扰动,电流的动态响应明显变差.为了减小反电势在转速动态过程中对电流环产生的扰动,两对比研究2种不同的补偿方法:改进电流环控制器的方式和在电流调节器输出处对反电动势进行的补偿方式.在仿真研究基础上,确定采用反电动势补偿方式进行实验.实验结果验证了当电机惯量较小时加入补偿措施后可以使电机在恒加速时反馈电流无差的跟随给定电流指令.     

一种改善PMSM动态性能的弱磁策略

针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motors,PMSM)在弱磁区电动工况下运行时动态性能不理想的问题,依据PMSM弱磁理论,研究了dq轴电流调节器对弱磁动态性能的影响,提出一种改善PMSM动态性能的弱磁策略.弱磁电流由q轴电流误差积分器和电压调节器共同作用获得.仿真和实验结果表明该策略抑制了q轴电流调节器的不利影响,改善了PMSM在弱磁区电动工况下的动态性能,同时具有抗积分饱和及弱磁控制的双重功能.     

永磁同步伺服系统速度调节器抗饱和补偿器设计

针对永磁同步伺服系统速度调节器积分饱和问题,按照反计算思想,提出一种新型的Aw设计方法.该AW方法可根据PI调节器输入输出状态确定反计算支路的增益,为其提供一套整定原则.通过仿真和实验对比传统反计算AW与该新型AW设计方法,仿真和实验结果验证了该新型AW设计的可行性及优越性.在保证系统响应速度的前提下,新型AW设计的P...     

一种永磁同步压缩机三相电流重构方法

为提高永磁同步电机无传感器控制的性能,需要对电动机三相电流进行有效采样.针对电动机相电流检测的原理和采样时间的要求,采用一种基于单电阻采样方式的电动机相电流重构方法.同时,对空间电压矢量非观测区域原理进行分析,提出一种通过附加观测矢量和补偿矢量的方法来合成目标矢量的方法,对非观测区域的三相电流进行了有效的重构.基于IRMCF343芯片设计了一套无传感器永磁同步电机控制的平台.实验结果表明该方法在低成本的变频空调领域具有实用价值.     

PMSM扩展状态滑模观测器及转子位置和速度估算

针对永磁同步电机(PMSM)反电势滑模观测器抖振问题,提出一种基于电流和磁链为变量的 PMSM扩展状态方程的自适应滑模观测器.以实际电流与观测电流之差构成滑模面,当滑模运动发生时,电流观测误差为零,等效控制信号包含磁链误差相关信息.通过反馈矩阵将等效信号输入到磁链观测方程中,磁链观测误差渐进收敛到零.在磁链观测结果中,抖振现象被很好的抑制,转子角度可以由磁链直接计算.分析了速度估计误差对磁链观测影响,并以此为基础进行反馈矩阵的计算.建立了速度自适应率,并采用Lyapunov方法证明了算法的收敛性.仿真和实验结果表明,通过该观测器和速度辨识方法能够准确计算出电机角度和速度,具有良好的稳态精确度和动态性能.     

永磁同步电机转子磁位自检测复合方法

针对永磁同步电机转子磁位和速度检测问题,提出了将脉振高频电压信号注入法和模型参考自适应法有机结合的新型无速度传感器的复合方法,建立了无传感器矢量控制系统.通过设计速度切换器,实现了两种方法间的平滑切换.解决了单一方法不能在全速度范围内同时兼顾良好的动态、稳态性能的问题,使系统实现了包括初始磁位在内的转子位置和速度的精确检测和控制.仿真结果表明,该复合方法能可靠的实现永磁同步电机全速度范围内的起动和运行.系统具有优良的动态、稳态性能.     

小转动惯量PMSM电流环二自由度内模控制

为改进小转动惯量永磁同步电机电流动态响应性能,建立考虑旋转反电动势和逆变器环节的永磁同步电机电流环三阶数学模型,以该数学模型为基础,设计小转动惯量永磁同步电机电流环二自由度内模控制器.并针对该电流控制系统的鲁棒性能与内模控制器参数、反馈滤波器参数都相关的问题,引入新的反馈滤波器,使两参数分别调节系统的动态跟踪性能和鲁棒...     

无交流电容的构网型换流器电压电流比例控制及故障限流

通过引入电压电流比例关系,构建了适用于高压构网型换流器的无电容矢量电压控制,可与传统内环电流控制组成构网型换流器级联控制架构,保留正序电流限幅和负序电流抑制能力,防止换流器在电网故障时发生过流闭锁和损坏。与传统外环电压控制不同,该电压电流比例控制不依赖于交流侧并联容性滤波器的电气关系构建,适用于无交流电容的高压构网型换流器的外环电压控制。通过选取特定的交流电压频率指令值,构网型换流器可实现恒电压运行或虚拟同步机运行。时域仿真结果表明,所提高压构网型换流器控制在电网故障时可自动实现换流器的负序电流抑制和故障穿越功能,避免换流器过流闭锁及损坏,并在故障清除后恢复正常运行。     

PMSM自适应观测器算法低速稳定性研究

针对基于自适应观测器的永磁同步电机无速度传感器矢量控制系统,根据观测器线性化模型,分析了系统在低速电动状态下由于电机参数变化引起的不稳定问题。据此研究了一种自适应观测器与高频信号注入法相结合的转速估算方法。仿真实验结果表明该方法有效地提高了系统在低速时的参数鲁棒性和速度观测精度,改善了无速度传感器调速系统的低速性能。