基于MATLAB的异步电动机矢量控制变频调速系统的仿真

根据异步电动机矢量控制的基本原理,应用MATLAB6.5中的电力系统仿真工具(Sim-PowerSystems),对异步电动机矢量控制系统建立仿真模型,并结合具体实例给出系统结构图。本文采用转速、磁链闭环的直接矢量离散控制系统仿真模型,进行了控制系统的动态仿真,并根据转速、转矩、电流波形对PI调节器的参数进行理论分析,通过仿真波形结果验证了PI调节器参数调节的有效性和正确性,电机调速特性有所提高。     

永磁无刷直流电机PI调速器的研究

本文介绍了无刷直流电机PI调节器。速度调节器的输入量为转速与反馈的偏差值,输出为电流环电流。电流与反馈的偏差值为电流调节器的输入,调节器的输出决定开关管的占空比。由软件完成转速、电流双闭环PI调节以及位置、转速信号的处理。系统具有调速系统调试方便、精度高等特点。     

智能PI算法在永磁同步电动机控制系统中的应用

应用SVPWM的基本原理,在MATLAB平台上搭建永磁同步电动机(PMSM)矢量控制系统模型。为了改善传统PI调节系统的动态性能,引入一种智能PI调节器作为转速控制器。仿真结果得出:同样的仿真环境下,应用智能PI调节器的控制系统的起动定子电流、起动电磁转矩、动态速降和恢复时间均小于使用传统PI调节器的控制系统,为提升PMSM控制系统的整体性能提供新思路。     

基于滑模变结构控制的对转无刷直流电机调速系统

从对转无刷直流电机的基本原理出发,利用其数学模型建立Matlab仿真模型,验证了其正确性.提出外环转速环采用趋近率法的滑模变结构控制器,内环电流环采用PI调节器的双闭环调速系统,与外环采用PI调节器,内环也采用PI调节器的双闭环调速系统进行对比,并利用Matlab仿真验证,采用趋近率法的滑模变结构控制调速系统可以有效地抑制超调,提高转速响应速度,具有很好的鲁棒性. 方法简单易行.     

矢量控制系统的电流解耦及其调节器设计

基于转子磁链定向的动态数学模型,运用非线性解耦线性化理论,设计了非线性解耦控制器抵消定子电流耦合项的影响,实现对定子电流完全解耦。采用调节器典型系统整定方法,设计了转速和电流PI调节器。仿真结果表明,该系统具有良好的稳态和动态性能。     

矢量控制系统的电流解耦及其调节器设计

基于转子磁链定向的动态数学模型,运用非线性解耦线性化理论,设计了非线性解耦控制器抵消定子电流耦合项的影响,实现对定子电流完全解耦。采用调节器典型系统整定方法,设计了转速和电流PI调节器。仿真结果表明,该系统具有良好的稳态和动态性能。     

一种改进的永磁同步电机矢量控制系统的研究

针对采用传统PI电流、转速调节器的永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统中存在启动转速、转矩波动大,电流跟踪效果不理想等问题,分别设计了采用积分分离的电流调节器和采用模糊一PI双模控制策略的速度调节器,并在Matab环境下搭建了模型进行仿真分析。仿真结果表明,该控制系统较传统控制系统具有更好的动静态特性,最后针对所提出的方法进行实验验证,实验结果进一步证明了该结论的正确性。     

异步电机调速系统的新型模糊控制方法

电气传动系统的智能控制是目前一个研究热点.本文分析了异步电机调速系统中采用PI控制方法的不足,提出了一种新型的模糊PI复合控制方法.在异步电机双闭环调速系统中,电流控制采用滞环电流调节器,转速控制采用模糊PI复合控制,仿真结果表明:这种新型的模糊PI复合控制方法响应快、无超调、鲁棒性强,较传统PI控制具有更好的动、静态特性.     

基于智能PI的永磁同步电动机近似最大转矩电流比控制

在永磁同步电动机数学模型和最大转矩电流比(MTPA)控制理论基础上,通过优化算法研究了一种近似最大转矩电流比控制,对转矩电流关系进行线性化,便于工程应用。为了改善传统PI调节系统的动态性能,采用一种智能PI调节器作为系统的转速外环控制器。仿真结果表明:近似最大转矩电流比控制性能接近最大转矩电流比控制,相同的负载扰动下智能PI控制系统的动态速降和恢复时间均小于传统PI控制系统。     

垂直轴直驱永磁同步风力发电机的滑模控制设计

针对垂直轴永磁风力发电机系统的非线性的特性,文章提出将滑模变结构控制策略代替传统的PI调节器,设计发电机转速外环,电流内环的双闭环滑模控制系统器,实现其最大功率点的跟踪要求,提高系统的动静态性能。Matlab仿真表明,和PI控制方式相比,发电机转速、直轴电流、交轴电流以更快的速度跟踪给定值。在风速变化时,发电机转速可以快速跟踪最佳转速,兼顾了最大功率系数。     

基于数字信号触发技术的新型测量系统

开发了一种用于测试断路器动态特性的集成测量系统,该系统采用数字信号触发方法来确定开始采集电流波形的时刻对应的高速摄像图像,然后根据电流波形采样频率和高速摄像的拍摄频率来确定高速摄像的图像与电流波形的对应关系,实现了图像信息与波形信息的同步,这两种信息的同步精度为微秒级。此外,对该集成测量系统的优点和缺点进行了分析,便于测试人员根据实际情况确定是否可以采用这种测量方法。     

基于MATLAB／Simulink的双闭环SPWM变频调速系统仿真

设计了转速、电流双闭环的变频调速控制系统。利用MATLAB/Simulink仿真软件,搭建了三相异步电机转速、电流双闭环SPWM变频调速系统。通过调节各模块的设置参数,得到了理想的仿真波形,实现了该系统的仿真。通过将仿真结果与开环变频电路仿真结果相比较可以看出,闭环变频调速系统在调速能力和抵抗负载扰动等方面比开环系统有更好的动态特性,并且有较宽的调速范围。说明了双闭环调速SPWM变频调速系统良好的调速特性。     

变频调速系统共模电流分析及其检测方法

变频调速系统中的复杂波形共模电流会影响传统电磁互感器的输出精度及线性度,导致测量结果存在较大误差。针对此问题,首先对系统共模电流的形成机理、流通路径与幅频特性进行分析;然后提出一种结构简单、宽测量范围的磁调制电流互感器,对互感器的检测原理进行了详细说明;最后进行了样机设计和试验验证。结果表明,所提出的磁调制互感器能够有效测量不同幅频特征的复杂波形电流信号,满足变频调速系统共模电流的测量要求。     

开关磁阻电机驱动系统电流波形及其对系统性能的影响

开关磁阻电机驱动系统具有电机结构坚固、系统调速特性优良等特点,整个系统的输出特性与电机电流波形有密切的关系,本文在分析开关磁阻电机电流波形特点与电机输出特性的基础上,结合所研制的样机,分析了电机电流波形对系统运行特性的影响,导出了开关磁阻电机实现最优运行的电流控制策略.     

基于特征电流波宽判据的变压器差动保护方法

变压器差动电流波形在区内故障后第一周期内由于非周期分量和高次谐波的影响而存在较大偏移,导致保护容易出现误判。为解决该问题,在PSCAD中建立变压器差动保护仿真模型,对三相差流瞬时值取绝对值后求和得到特征电流。研究发现励磁涌流与内部故障电流的特征电流在波形间断角和纵向偏移上存在明显差异,可以通过在时间轴上方设置合理的门槛值,取特征电流波形在该门槛值以下的波宽作为识别涌流与内部故障电流的判据,由此提出一种基于特征电流波宽判据的变压器差动保护方法。仿真表明该方案能有效提高保护动作速度,维持在20 ms左右,弥补了波形对称性原理的差动保护在可靠性和速动性上的不足。     

梯形波与正弦波反电势无刷直流电动机特性分析

针对反电势为理想梯形波与理想正弦波的永磁无刷直流电动机,分析了电机在方波驱动120°导通模式下的机械特性、电流波形、换相转矩脉动.推导了反电势为正弦波的无刷直流电动机在方波驱动120°导通模式下的机械特性表达式.通过对这两种电机电流波形的对比分析以及对两者换相电流的数学推导,给出了这两种不同反电势波形的无刷直流电动机在高速和低速时两者电流波形、换相转矩脉动差异的原因.建立了两种电机的仿真模型,仿真结果进一步验证了分析的正确性.实际工程中,无刷直流电动机的反电势波形很难达到理想的梯形波,介于理想梯形波与理想正弦波之间,该研究对无刷直流电动机的设计与控制具有一定的参考意义.     

一种新颖的低成本无刷直流电动机控制方案

文章分析比较了具有任意平顶宽度的梯形波反电势无刷直流电动机在正弦波和方波电流驱动下的转矩脉动情况;针对反电势波形接近正弦波的无刷直流电动机,提出一种采用低分辨率霍尔位置传感器的矢量控制方案,重点讨论了基于平均转速的转子位置估计算法,并在Matlab中与传统的方波驱动进行了对比仿真,验证了所提方案的有效性。     

直流调速系统出现振荡的原因及消除的方法

对直流调速系统运行时出现振荡的各种原因进行了全面的分析,包括速度调节器与电流调节器参数不当、速度反馈信号与速度给定信号纹波大、主回路输出电压波形缺相或脉动分量大、直流电动机电刷接触不良、电动机空载或轻载时电流断续、负载转动惯量较大等7个方面。针对每个方面存在的具体问题,提出了相应的改进措施来消除系统的振荡。对直流调速系统起动时出现振荡的原因进行了分析,提出了给系统设定两个输入电压(给定电压与退饱和电压),在起动过程中进行恰当切换,达到消除起动时振荡的的目的。给出了相应的电路,并对电路的工作原理进行了分析。     

Complex Frequency-Domain Analysis of Inverter-Fed Induction Machines

An equivalent circuit of an induction machine in complex frequency domain is presented. This can be used to predetermine the performance of induction machine supplied with balanced nonsinusoidal voltages without obtaining the harmonic components of the supply voltage waveform as in classical approach. Moreover, a transfer admittance function has been defined between the line current and the line voltage of an induction machine with star- or delta-connected stator windings. The speed of the machine has been assumed to be constant to ``linearize' the system. The admittance function has been used to obtain the waveform of stator line current for a given line voltage waveform using fast Fourier transforms. The waveforms obtained using this method have been compared with the waveforms obtained in experimental investigations reported earlier. The two are in excellent agreement.     

Current sensorless speed servo system of a PM motor based on the current estimation method

This paper proposes a new speed servo system for a PM motor without a current sensor, which is constructed by the current simulator of a PM motor. The proposed speed servo system is simple and economical. The sensor of the proposed system is only a position sensor used as an encoder. Hence, the proposed speed servo system has little influence on the switching noise of a PWM inverter. Moreover, the resolution of the proposed current simulator can be higher than that of the conventional actual feedback system. In this paper, the experimental results point out that the proposed current sensorless speed servo system has the desired current and speed response. The current waveform of the proposed system is smooth and clean. Moreover, this paper proposes a new identification algorithm for motor resistance R_a and main flux Φ_fa by using only a position sensor. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 142(3): 64–73, 2003; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10084