无刷双馈电机的转差型矢量控制

针对无刷双馈电机,提出一种转差型矢量控制策略.首先,在任意旋转mt坐标系下,推导无刷双馈电机的状态空间模型;然后,给出转差型矢量控制系统设计方法,根据控制电机转子磁链给定值和转矩给定计算控制电机电流分量和转差给定,通过调节控制电机定子电流励磁分量、转矩分量对转子磁链和转矩进行控制.仿真结果显示,所提出控制策略对指令的跟踪性能和对负载的调节能力优异,对参数偏差具有鲁棒性.     

级联式无刷双馈航空发电机的仿真研究

为了在飞机发动机转速变化的情况下得到恒频恒压的交流电,通过对级联式无刷双馈航空发电机结构和工作原理的分析,建立了级联式无刷双馈发电机转子机械速坐标系的数学模型,提出了定子磁链定向的矢量控制的级联式无刷双馈发电机控制策略,分析了其电磁和能量各平衡关系,研究了励磁系统核心装置SPWM变频器。使用matlab/simulink软件对系统及其控制策略进行了仿真分析。仿真结果表明采用定子磁链定向的矢量控制策略,可以使级联式无刷双馈发电机在转速变化的情况下,保证发电系统输出恒频恒压的三相交流电。     

新颖的双馈风力发电机灭磁控制策略

电网电压突变会引起双馈发电机输出功率波动和电磁转矩振动。造成这些电磁振荡的根本原因是定子绕组中产生的定子磁链暂态直流分量。本文详细分析了定子磁链暂态分量并推导出定子磁链和转子电流之间的数学表达式,在此基础上提出了一种新颖的双馈风力发电机定子磁链定向矢量控制的灭磁控制方法。仿真结果表明,所提出的灭磁控制方法可以在电网电压跌落程度较轻的情况下有效减小双馈发电机定子磁链中暂态直流分量的影响,提高双馈风电控制系统的稳定性,有利于实现风电机组的低电压穿越。     

永磁型无轴承电机解耦控制策略研究

根据无轴承电机转子悬浮力产生机理,针对一类表面贴装式永磁型无轴承电机提出了基于转矩绕组气隙磁场定向的解耦控制算法,根据转子磁场定向坐标系统中电机数学模型推导出气隙磁场定向坐标系统中电机电磁转矩、气隙磁链以及可控悬浮力数学模型,在此基础上构建了永磁型无轴承电机转矩绕组气隙磁场定向解耦控制系统,有效解决了转子磁场定向控制存在的缺陷.仿真结果证明了提出的控制算法的正确性与可行性.     

基于PR控制器的直接转矩控制策略研究

针对传统直接转矩控制中采用开关表控制造成转矩和电流脉动,以及传统调节器不能实现对交流输入信号的无静差控制等问题,基于电机空间电压矢量的转矩和磁链2个分量解耦的控制方式和PR控制器能够在静止坐标系下实现对交流输入信号的无静差控制,将PR控制器用于永磁同步电机的直接转矩控制中,并由此设计出磁链和转矩的双PR控制器。同时,在定子磁链的观测中,采用基于转子位置和定子电流的新型定子磁链估计方法。试验结果证明,将PR控制器对交流输入信号的无静差跟踪特性应用于基于空间电压矢量调制的直接转矩控制中,系统能获得优良的动态和静态响应,取得了显著的应用成效,由此验证了所提方法的正确性和可行性。     

无刷直流电机磁场定向控制策略研究与实现

针对目前存在的无刷直流电机转矩脉动这一突出问题,介绍了无刷直流电机转矩脉动及抑制机理,提出采用磁场定向控制策略,以降低无刷直流电机的转矩脉动.给出了控制策略及实现方法,并建立系统仿真模型,将基于磁场定向控制与传统方波线电压控制的控制系统进行对比仿真研究,仿真表明基于磁场定向控制的无刷直流电机控制系统性能更好,转矩脉动更小.以STM32F103B为核心设计了磁场定向控制无刷直流电机控制系统,实测的电机相电流为近似正弦波,转速波动小,电机运行平稳.     

基于滑模与自适应观测器的感应电机非线性控制新策略

提出一种结合滑模变结构和自适应观测技术的感应电机非线性控制新方法. 以定子电流与定子磁链为状态变量建立感应电机模型, 采用非线性分析方法建立转矩与磁链误差方程, 使用自适应滑模技术设计转矩与磁链控制器, 推导出定子电压控制量. 基于模型参考技术设计自适应观测器, 向控制器提供准确的转速辨识与磁链观测值,并给出了控制系统的稳定性证明. 该方法具有转矩脉动小、定子磁链畸变不明显的优点, 低速时也具有良好的控制性能, 且对参数与负载变化有较强的鲁棒性. 仿真与实验结果证明了该控制策略的正确性与有效性.     

基于统一矢量模型的无刷双馈电机的转速控制

在风力发电领域,无刷双馈电机(BDFM)因其具有代替传统双馈感应电机(DFIM)的潜力而受到广泛关注。目前,对BDFM的模型改进和控制方法的研究是国内外专家学者的研究热点。针对BDFM缺少一个有利于进行控制分析的转矩方程这一问题,通过对统一矢量模型的研究,给出了两种简便的BDFM转矩方程表达式,即两定子绕组电流矢量的乘积、两定子绕组磁链矢量的乘积。应用转矩方程进行转速控制系统分析,提出了转速的电流滞环控制,并搭建了双PWM变频调速平台进行试验研究。通过将理论计算转矩值与实测电磁转矩值进行对比,证明了转矩方程推导结果的准确性,验证了电流滞环控制的良好控制效果及解耦性。基于统一矢量模型的BDFM转矩方程,将给控制策略的研究带来很大便利,同时有利于电机机电特性的分析。     

基于电流模型的异步电机双闭环控制系统仿真

分析了直接转矩控制中传统的异步电动机定子磁链观测器——纯积分器的局限性,换用电流模型,在磁场定向的旋转坐标系下,建立了带有转矩、磁链双闭环的交流异步电机矢量控制系统。其转矩、速度、和磁链的闭环都是采用带有限幅的PI调节器。仿真结果验证了带有转矩和磁链闭环的双闭环控制系统具有更好的性能。     

无刷双馈感应电机统一矢量模型的研究

无刷双馈感应电机(BDFIM)统一矢量模型的转矩方程和功率方程不利于进行控制策略研究。针对这一问题,通过对统一矢量模型的理论推导,得出了由两定子绕组的电流和磁链矢量等可控量表示的电机转矩和功率方程。为验证理论方程的准确性,为样机搭建了变频调速试验平台。试验结果表明,所推导的转矩和功率方程可准确预测试验样机的实际转矩值和功率值。     

传动系统试验台的直接转矩控制

以传动系统试验台为研究对象,在研究异步电动机直接转矩控制Direct Torque Control(DTC)的基础上,提出在传动系统试验台上实现电机四象限工作的DTC过程,并用Matlab/Simulink进行了仿真实现.设计出的控制系统根据定子磁链状态矢量进行空间进行定位,通过对扭矩和磁通的简单继电式方式比较,配合开关选择表策略,成功实现了对异步电动机转矩和转速的直接转矩控制,为将DTC技术应用于传动系统电机智能控制的实际工程奠定了基础.     

A rotor speed estimation algorithm in variable speed permanent magnet synchronous generator wind energy conversion system

A rotor speed estimation algorithm in a direct vector controlled permanent magnet synchronous generator wind energy conversion system is proposed. The proposed method is based on a simple equation obtained from the flux model of the machine and contains only stator flux and current. Constant gain recursive least squares estimator is used for implementing the speed estimation algorithm. Rotor position information used for coordinate transformation is computed using the estimated speed. Stator flux information required by the speed estimator is obtained using the stator voltage equation by implementing a programmable low pass filter. The estimated speed is used as the feedback signal for the speed control loop of the vector controlled machine side converter control system whose command speed is obtained from a wind speed sensorless maximum power point tracking controller, thus, we obtain a complete rotor speed and wind speed sensorless permanent magnet synchronous generator wind energy conversion system. Simulation is carried out to validate the performance of the proposed method. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

无刷双馈电机自抗扰控制方法

针对无刷双馈电机非线性强耦合特性, 提出一种实现其高性能控制的自抗扰控制方法. 在控制电机同步坐标系下, 设计磁链自抗扰控制器和转速自抗扰控制器, 对系统内部的耦合影响和系统外部扰动进行观测和补偿, 实现非线性系统线性化控制. 该控制器具有较强的鲁棒性, 且不依赖电机模型. 仿真对比结果表明, 自抗扰控制器能够准确地估计和补偿系统的内外扰动, 控制精度高, 抗扰能力强, 能够实现磁链和电磁转矩的解耦, 进而实现磁链和转速相互独立控制, 是一种简单有效的高性能控制方法.

     

基于SVPWM的异步电机矢量控制系统的仿真

首先阐述了空间矢量脉宽调制技术应用于交流感应电机矢量控制系统的基本原理,在此基础上讨论了间接转子磁场定向电压注入型矢量控制系统的实现方案,基于MATLAB/SIMULINK构建了这种矢量控制系统的仿真模型并进行了深入的仿真研究.仿真结果表明了模型的正确性,并验证了该文所建立的调速系统可以实现感应电机产生转矩的电流分量和产生磁通的电流分量之间的解耦控制,使感应电机获得与他励直流电机一致的瞬态响应特性,实现了对负载扰动和参考值变化的快速响应.     

新的弱磁算法应用于感应电机的DTC控制

提出了一种新的弱磁算法应用于感应电机的直接转矩控制。基本思想是根据给定转速值与实际机械转速的误差来调节磁通参考值,实现快速的弱磁控制。传统的弱磁控制算法需要计算基速,而提出的新算法不需要知道基速值,并且基本不依赖电机的参数。通过分析直接转矩控制不同时刻的最大转矩,推导出了新的弱磁算法的模型。对提出的算法进行了仿真,并与没有采用弱磁算法的传统的直接转矩控制进行了比较,通过仿真结果可以看出新算法的有效性。     

一种新的异步电机直接转矩控制算法研究

给出一种新的异步电动机直接转矩控制算法．该算法通过计算定子磁链矢量增量，使得给定转矩与实际转矩的差值以及给定磁链与实际磁链的差值趋向于零．算法的实现运用了线性化的方法，在一个极小的采样周期内，计算出转矩增量和磁通增量，以此推导出所需的定子磁链增量角与转矩增量及磁通增量两者之间的线性方程，进一步导出所需的定子电压矢量，并确定新的定子磁链位置．该算法不需要进行三角函数和坐标变换计算，易于实现．最后通过Matlab／Simulink仿真验证了该算法的有效性．     

Predictive Direct Torque Control of Matrix Converter Fed Permanent Magnet Synchronous Machines

This work presents a predictive direct torque control method for matrix converters fed permanent magnet synchronous machine drives. A new look‐up table for direct torque control using matrix converters has been developed. The new look‐up table delivers a set of three different vectors, every sample period, that fulfil the torque and flux demands. Based on a predictive algorithm, the voltage vector from the matrix converter ensuring the minimum torque ripple is selected. The system predicts the torque error for each of the three voltage vectors and selects the one that contributes with the minimum error. Simulation and experimental results, which confirm the good performance of the proposed predictive direct torque control using matrix converters are shown.     

A new non‐linear sliding‐mode torque and flux control method for an induction machine incorporating a sliding‐mode flux observer

In this paper a novel sliding‐mode control algorithm, based on the differential geometry state‐co‐ordinates transformation method, is proposed to control motor torque directly. Non‐linear feedback linearization theory is employed to decouple the control of rotor flux magnitude and motor torque. The advantages of this method are: (1) The rotor flux and the generated torque can be accurately controlled. (2) Robustness with respect to matched and mismatched uncertainties is obtained. Additionally, a varying continuous control term is proposed. As a result, chattering is eliminated without sacrificing robustness and precision. The control strategy is based on all motor states being available. In practice the rotor fluxes are not usually measurable, and a sliding‐mode observer is derived to estimate the rotor flux. The observer is designed to possess invariant dynamic modes which can be assigned independently to achieve the desired performance. Furthermore, it can be shown that the observer is robust against model uncertainties and measurement noise. Simulation and practical results are presented to confirm the characteristics of the proposed control law and rotor flux observer. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.