无速度传感器三电平逆变器异步电动机直接转矩控制系统(Ⅱ)--基于全阶定子磁链观测器的参数和速度辨识

在固定合成矢量的控制算法基础上,提出了一种基于定子磁链的自适应全阶观测器的三电平逆变器供电异步电动机直接转矩控制(DTC)方法,在准确观测磁链的同时能够进行电动机定子电阻和转子转速辨识.实验结果证明本文提出的方法实现了三电平逆变器供电异步电动机高性能无速度传感器直接转矩控制系统运行.     

无速度传感器三电平逆变器异步电动机直接转矩控制系统(I)——基于降阶观测器的定子磁链观测和速度辨识

给出了三电平逆变器供电的异步电动机调速系统的数学模型,在固定合成矢量方法基础上,提出了一种基于降阶磁链观测器的无速度传感器直接转矩控制方法,以降阶模型为可调模型利用模型参考自适应(MRAS)方法辨识电动机转速。仿真和实验结果表明该方法能够实现高性能的三电平逆变器供电异步电动机直接转矩控制系统无速度传感器运行。     

无速度传感器三电平逆变器异步电动机直接转矩控制系统(Ⅰ)--基于降阶观测器的定子磁链观测和速度辨识

给出了三电平逆变器供电的异步电动机调速系统的数学模型,在固定合成矢量方法基础上,提出了一种基于降阶磁链观测器的无速度传感器直接转矩控制方法,以降阶模型为可调模型利用模型参考自适应(MRAS)方法辨识电动机转速.仿真和实验结果表明该方法能够实现高性能的三电平逆变器供电异步电动机直接转矩控制系统无速度传感器运行.     

基于级联多电平逆变器的大功率异步电动机控制系统设计

针对大功率异步电动机的非线性、强耦合和多变量等特性,采用级联多电平逆变器结合自抗扰控制技术设计了一种大功率异步电动机直接转矩控制系统。利用载波移相脉宽调制方法获取级联多电平逆变器开关控制信号,以减少定子磁链和转矩的幅值脉动;通过速度控制器对负载扰动进行估计和补偿,以消除负载扰动引起的跟踪误差;基于自抗扰控制原理设计了速度控制器、转矩和磁链控制器;基于自适应控制原理设计了一种磁链观测器,用于定子磁链和转矩估计;最后,采用Matlab进行了仿真实验。仿真结果表明:基于级联多电平逆变器的大功率异步电动机直接转矩控制系统可以有效地消除负载、转速等参数突变对系统控制性能的影响,系统响应速度快、跟踪性能好以及具有较好的鲁棒性能。     

采用定子电阻辨识和无速度传感器的异步电机直接转矩控制模糊系统

为解决异步电动机直接转矩控制(direct torque control,DTC)中低速运行时定子电阻变化对系统性能影响较大的问题,提出了一种基于定子电阻辨识和无速度传感器的异步电机直接转矩控制模糊系统。其中定子电阻采用模糊神经网络进行辨识;电机转速采用基于转子磁链的模型参考自适应系统(model reference adaptive sys-tem,MRAS)法进行估计;同时采用三输入单输出的模糊控制器调节脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)信号占空比的异步电动机直接转矩控制的策略,三输入变量为转矩误差、磁链幅值误差和磁通角。此策略即在传统异步电动机直接转矩控制的基础上,用模糊控制器代替传统DTC中的滞环比较器和空间电压矢量状态选择器来细分控制规则,最后控制逆变器的开关,以减小低速时转矩和磁链脉动,提高系统转矩响应速度。仿真结果表明该系统可减小转矩和磁链脉动,提高系统的鲁棒性和自适应性,改善系统的动、静态品质。     

基于三电平逆变器供电的电机直接转矩控制系统

针对电机调速系统中使用较多的三相交—直—交电压型逆变器供电的直接转矩控制系统中转矩脉动、磁链脉动较大等诸多问题,提出采用三电平逆变器供电的直接转矩控制方案,可以为定子磁链矢量幅值以及相位控制提供更多的控制自由度,从而有效解决转矩、磁链脉动等问题,并在试验基础上,对整个控制系统的工作原理进行介绍.     

零序分量注入型三电平感应电动机矢量控制系统

提出一种基于三电平中点箝位(NPC)逆变器的零序分量注入型感应电动机矢量控制方案。系统中使用快速电流控制的直接转子磁链定向矢量控制模式,由于定子电流是由快速电流环控制,因此系统中不用使用定子电压方程,并且不需要解耦电路。转子磁链位置角由磁通模型计算得到。感应电动机由三电平NPC逆变器供电,三电平NPC逆变器由于开关器件的电压应力是传统两电平逆变器开关器件上电压应力的一半,所以适合用于中压调速系统。逆变器控制采用开关优化PWM算法,通过注入零序分量,不但优化功率器件的开关频率,而且可以稳定中点电位。仿真结果表明,该方法在三电平逆变器供电的感应电动机上有效地实现了矢量控制,并且具有很好的性能。     

三电平逆变器异步电动机直接转矩控制系统(II)——合成矢量法

提出了一种基于合成矢量的三电平异步电动机直接转矩控制(DTC)方法,不但有效地控制了三电平逆变器的中点电压,并抑制了输出电压的跳变;而且具有转矩输出高频脉动小,转子转速波动较小的优点。仿真和实验证明此方法在三电平逆变器供电的异步电动机上有效的实现了DTC系统,并能达到优良的控制性能。     

三电平逆变器异步电动机直接转矩控制系统(Ⅱ)--合成矢量法

提出了一种基于合成矢量的三电平异步电动机直接转矩控制(DTC)方法,不但有效地控制了三电平逆变器的中点电压,并抑制了输出电压的跳变;而且具有转矩输出高频脉动小,转子转速波动较小的优点.仿真和实验证明此方法在三电平逆变器供电的异步电动机上有效的实现了DTC系统,并能达到优良的控制性能.     

一种基于空间矢量调制的永磁同步电动机新型直接转矩控制方案

针对永磁同步电动机(PMSM)的传统直接转矩控制(DTC)中存在的磁链转矩脉动大和开关频率不恒定等问题,分析了直接转矩控制中影响磁链和转矩增量大小的因素,在建立定子磁链坐标系下永磁同步电动机数学模型的基础上,提出了一种基于空间矢量调制(SVM)的新型DTC方法,该方法利用定子电压在定子磁链坐标轴上的分量控制电动机的磁链和转矩,再结合空间矢量调制方法控制逆变器运行。仿真和实验结果证明了这种基于空间矢量调制的直接转矩控制方法可以有效地减小传统直接转矩控制中的磁链和转矩脉动,并使逆变器工作在恒定的开关频率下。     

一种改进异步电动机定子磁链观测器的研究

针对异步电动机直接转矩控制中电磁转矩脉动大与异步电动机高、低速的快速平滑切换困难,依据直接转矩控制理论,在u—n模型基础上,提出了一种改进的异步电动机定子磁链观测器,考虑了定子漏电感,并给出了磁链模型。仿真结果表明,与u—n模型比,提高了定子磁链与电磁转矩的精确度,可以实现高、低速的快速平滑切换,取得了较好的动、静态性能。     

基于间接定子量的永磁同步电动机三电平直接转矩控制

针对永磁同步电动机传统直接转矩控制在低速圆形磁链运行时存在转矩和磁链脉动大的问题,采用基于间接定子量的三电平二极管中性点钳位逆变器供电的空间电压矢量调制(SVPWM)策略的直接转矩控制。首先给出了由间接定子量的方法产生控制转矩所需定子预期电压信号的方法;然后给出60°坐标系下SVPWM的设计方法,与传统算法相比,该算法能够有效地简化计算,在此基础上,通过调整冗余小矢量的作用时间来平衡直流侧两电容电压;最后,为了验证基于间接定子量的永磁同步电动机三电平直接转矩控制的算法的有效性,通过基于MATLAB/Simulink软件的仿真对比了其与传统直接转矩控制单一矢量法的控制效果,结果表明,所采用的方法能够有效改善电磁转矩的脉动、减小定子电流的谐波含量,并具有很好的动、静态性能。     

三电平逆变器驱动的感应电机模型预测直接转矩控制系统

将模型预测控制应用于电机调速领域,对三电平逆变器驱动的感应电机模型预测直接转矩控制(MPDTC)系统进行了研究.MPDTC系统利用感应电机的离散化数学模型对三电平逆变器27种电压空间矢量对应的定子磁链和转矩未来状态进行预测,构造定子磁链和转矩的给定值与预测值偏差的目标函数,滚动优化,选取最优开关状态,实现对转矩和磁链的有效控制.仿真结果表明MPDTC策略具有转矩动态响应快,速度和定子磁链跟踪性能好,转矩脉动较小等优点.     

直接转矩控制方案中的定子电阻与速度估计

在无速度传感器异步电动机直接转矩控制方案中,以下因素将影响异步电动机的定子磁链估计精度:纯积分环节的直流漂移、逆变桥死区时间的设置、电动机的温升所引起的异步电动机的定子电阻变化及测量误差等.针对以上因素,提出了相应的估计和改进的方法,给出了实验结果,从而验证了所提出方案的有效性.     

异步电动机间接转矩控制系统的效率优化设计

针对异步电动机间接转矩控制系统,提出了一种效率优化方法.首先,在计及铁损的情况下推导了异步电动机的损失模型;然后,在旋转坐标系下,计算出最优的转差率,根据转差率与转子磁链及电磁转矩的函数关系,推导出最优的转子磁链,根据定子磁链与转子磁链、电磁转矩之间的函数关系,得到定子磁链的最优给定值;最后,将所得到的最优定子磁链给定量用于异步电动机间接转矩控制系统中.实验验证了方法的有效性.     

改善异步电动机低速性能的直接转矩控制方法

传统六边形磁连异步电动机直接转矩控制方法存在磁链脉动大，逆变器死区时间的问题，逆变器死区的存在会产生电流畸变，尤其在低速时，转矩脉动将随着磁链脉动和逆变器死区而增大，提出一种利用硬件和软件改进控制系统的方法，通过三相和两相定子电压的轮流导通，消除逆变器死区时间，并构造12个电压矢量，形成逼近的圆形磁链轨迹，减小磁链的脉动，从而有效地减少低速乃至整个调速范围的转矩脉动，对该方法建立了系统仿真模型并得出了仿真结果。     

异步电动机直接转矩控制的开关电压优化

分析了异步电动机直接转机控制系统工作原理,针对异步电动机直接转矩控制系统转矩脉动大的缺点,对异步电动机的定子磁链区间进行改进,并利用Maflab／Simulink软件对异步电动机直接转矩控制系统改进前后进行了建模和仿真。     

基于预前控制异步电机直接转矩控制方案的研究

在传统异步电动机直接转矩控制方案中,由于负载的变化规律不可预测,因此其常会带来功率器件开关频率的较大变化,为此提出了一种基于预前控制的异步电动机直接转矩控制方法。该方法依据前一个周期的磁链和转矩误差,对下一个开关周期所应施加到异步电动机的定子电压矢量进行预测,然后借助空间矢量PWM的方法,合成此开关电压矢量。样机实验结果表明,该方案不但能维持逆变器的开关频率基本恒定,而且还具有比传统直接转矩控制更为优良的动静态特性。     

异步电动机定子磁链与电磁转矩的逆系统解耦控制方法

为了实现脉宽调制电压源型逆变器供电的异步电动机调速系统定子磁链和电磁转矩的动态解耦控制，基于逆系统理论提出了一种新型的解耦控制策略。根据异步电动机调速系统的动态数学模型，证明了其逆系统的存在性，在此基础上得到了逆系统的输入输出方程。把得到的逆系统和异步电动机调速系统相级联，从而将多变量、非线性、强耦合的控制对象解耦成了两个一阶线性子系统，分别称为转矩子系统和磁链子系统，利用线性控制理论对各个调节器进行了设计，实现了定子磁链和电磁转矩对各自参考值的全局渐进跟踪。使用Matlab软件进行了仿真实验，实验结果验证了控制方案的可行性。     

无速度传感器直接转矩控制系统的MATLAB仿真

采用定子磁链u-n模型计算定子磁链,并在此基础上将模型参考自适应应用于直接转矩控制系统中,实现了系统的无速度传感器运行。针对3kW异步电动机,采用MATLAB/SIMULINK软件进行了仿真。仿真结果表明,该系统对电机定子磁链的观测精度高,速度运算较准确,在全速范围内能保持较高的性能。