开关磁阻电机一种新的转矩估算方法

本文描述了利用能量守恒定律来估算开关磁阻电机转矩的计算方案。估算方法有两种,一种是根据输出的机械能,另一种是根据磁共能。在用能量守恒定律估算转矩时,由电路方程或Luenberger观测器解出估算的磁链。通过由能量守恒定律得出的估处转矩值与由有限元法和试验得出的转矩值进行比较,验证了由能量守恒定律估算转矩的可行性。在试验中,对转矩进行控制比较,验证了由能量守恒定律估算转矩的可行性。在试验中,对转矩进行控制是为了降低转矩的波动。     

基于新型磁链的转矩控制异步电机软启动

基于闭环限流控制的异步电机软启动控制方法在启动初期和中期具有恒定的启动转矩,而启动后期的转矩脉动将引起电机突然加速,通过对传统ui定子磁链观测器的改进,有效地克服了纯积分环节积分初值问题和直流偏差使积分器饱和问题,提高对电磁转矩估算精度,介绍了一种基于转矩闭环控制的软启动控制方法.通过Matlab/Simlink仿真,验证了改进型磁链观测器对磁链估算的准确性和基于转矩闭环控制的异步电机软启动系统设计的可行性.     

永磁同步电机最优直接转矩控制

永磁同步电机转矩中定子磁链幅值和转矩角均为可控变量,直接转矩控制的实现方法不唯一。根据永磁同步电机定子磁链和转矩角均可控的特点提出了一种最优直接转矩控制方法。该方法不要求保持定子磁链幅值恒定,直接以转矩为最终控制目标选择最优电压矢量实现对电机转矩的直接控制,省去了传统直接转矩控制方法中的磁链环。实验结果验证了理论分析的正确性和转矩控制方法的可行性。     

一种改进的感应电机直接转矩控制方法

提出了一种改进的基于空间矢量调制技术的直接转矩控制算法(SVM-DTC),并应用于感应电机控制系统.该方法通过控制转差速度,并对定子磁链的幅值与相角进行解耦来获得定子空间电压矢量.在给定的采样时间内,磁链和转矩误差都由定子磁链参考值估算出的空间电压矢量控制.转矩的控制由瞬时转差角速度和定子磁链角速度计算出的定子磁通角参考值来实现.最后通过Matlab仿真和实验验证该方法在感应电机控制系统中有更好的鲁棒性,能有效减小误差、降低谐波含量.     

基于DSP的永磁同步电动机直接转矩控制系统研究

围绕永磁同步电动机直接转矩控制系统并设计了相应的DSP数字实验平台.提出了一种基于改进的扩展卡尔曼滤波器(EKF)的永磁同步直接转矩控制方法.EKF对永磁同步电动机的转子位置、角速度、定子磁链和转矩进行了精确参数估计.直接转矩控制的实现方法采用了最大转矩/磁链的直接转矩控制策略,提出通过控制定子磁链给定幅值直接控制电磁转矩,推导出在电流限制条件下、基速以上采用最大转矩/磁链运行时的稳定条件.仿真及实验结果验证了该控制方法的可行性和有效性.     

永磁同步电机模型预测磁链控制

针对永磁同步电机(PMSM)模型预测转矩控制(MPTC)成本函数中权重系数设计繁琐问题,提出一种模型预测磁链控制(MPFC),能够消除成本函数中的权重系数。首先,根据永磁同步电机数学方程建立转矩、磁链及负载角之间数学模型;然后,推导转矩和磁链幅值与定子磁链矢量之间解析关系,将对转矩和定子磁链幅值的控制转化为对定子磁链矢量的控制,从而省略了权重系数的设计过程;最后,在永磁同步电机试验平台上进行算法验证,并与MPTC进行详细对比,结果表明所提出的MPFC能够有效抑制转矩脉动和定子磁链脉动,具有与MPTC最优控制时相当的动静态性能,算法运算量显著降低,验证了所提方法的可行性和有效性。     

一种开关磁阻电动机瞬时转矩在线估算方法

针对扭矩传感器价格高昂、增大电动机控制系统体积和复杂度等问题,提出了一种基于微控制器的开关磁阻电机瞬时转矩在线估算方法。获取电机的几个关键位置的磁链特性曲线,计算得到完整磁链特性和转矩特性。在电机运转过程中,控制器根据转矩特性表对测得的相电流和位置角使用双线性插值法计算得到瞬时转矩。将估算结果与扭矩传感器的测量结果进行对比,验证了该方法的可行性。     

基于空间矢量调制的直接转矩控制算法研究

针对传统的直接转矩控制由于采用滞环比较器对磁链和转矩进行直接控制,导致出现开关频率不恒定,磁链和转矩脉动大的问题,提出一种基于空间矢量调制的直接转矩控制方法.根据感应电机的数学模型,建立磁链、转矩双闭环PI控制回路.直接以磁链和转矩作为控制量,采用空间电压矢量调制策略.该方法具有矢量控制连续平滑和直接转矩控制快速响应的特性.仿真和实验结果表明,相对于传统的直接转矩控制,基于空间矢量调制的直接转矩控制方案的开关频率恒定,大大减小了转矩脉动,改善了电流和磁链波形,使系统具有良好的动、静态性能,验证了该方法的可行性和有效性.     

基于拓展电压矢量集合的永磁同步电机无差拍控制

针对永磁同步电机直接转矩控制转矩脉动较大的问题,提出了磁链与转矩无差拍控制.对永磁同步电机磁链与转矩变化量计算模型进行了简化,并验证了简化模型的可行性.基于简化模型,求解出满足磁链与转矩无差拍控制的理想电压矢量,提出通过求解出的理想电压矢量角度和幅值来简化选择7个基本电压矢量的方法(DB-MPC-7).为了提升系统性能...     

基于定子磁链电压模型的感应电动机新型控制策略

针对感应电动机调速系统,基于定子磁链的电压模型提出了一种新型控制策略,实现了对电磁转矩和定子磁链模值的动态控制,调速系统的控制部分主要由转速调节器、转矩调节器、磁链调节器和定子电压计算模块等组成。根据转矩调节器和磁链调节器的输出值,定子电压计算模块计算出定子电压矢量,使电磁转矩和定子磁链模值跟踪各自给定值的变化。这种控制策略的特点是结构简单,计算量小。仿真结果验证了这种新型控制策略的有效性。     

一种减小变频空调压缩机低速范围内转速脉动的方法

近年来,永磁同步电机因其固有优点在空调压缩机中得到了广泛的应用。但常用的永磁同步电机?单转子式压缩机系统,由于工作条件的限制,无法安装位置编码器,受位置估算精度的制约,一般采用方波驱动,必然导致电机本身输出转矩脉动偏大。同时,在每个机械周期内,压缩机负载脉动非常剧烈,也造成整个系统低速运行时转速脉动大,噪声高,效率降低。本文将模型参考自适应方法推广到凸极永磁同步电机中,对电机转速和转子位置进行准确估算,实现了正弦波矢量控制。针对空调压缩机脉动负载,定义了机械周期内电磁转矩对位置积分的能量函数,有效地估算出当前负载状况,并通过查表法获得估算的负载转矩。然后根据估算的转子位置对负载脉动转矩进行转矩电流前馈补偿,显著降低了压缩机低频噪声和振动。仿真和实验结果验证了本文所提方法的有效性和实用性。     

Rotor time-constant estimation approaches based on energy function and sliding mode for induction motor drive

To solve the problem of detuning due to parameter variations in the current decoupled control of a direct stator-flux-oriented induction motor (IM) drive, two approaches for the rotor time-constant estimation are presented in this study. The first approach is based on the model reference adaptive system (MRAS) using an energy function, and the second approach is based on the sliding mode technique. The estimated rotor time-constant is used in the current decoupled controller, which is designed to decouple the torque and flux in the stator flux field-oriented control. To increase the accuracy of the estimated rotor time-constant, the estimation methods are implemented using a digital signal processor (DSP). The effectiveness of the proposed estimation methods are demonstrated by some simulation and experimental results.     

基于滑模观测器的永磁无轴承电机控制

在永磁无轴承电机转矩系统的磁场定向控制策略的基础上,提出了一种基于滑模观测器的永磁无轴承电机转子位置-速度的观测方法。通过检测转矩绕组电流对转子位置进行估测,实现了无轴承电机的无速度传感器运行。给出了基于滑膜观测器无速度传感器运行控制的永磁无轴承电机系统框图和控制程序流程,并对观测器的效果进行了试验研究,结果表明了该观测器的可行性和实用性。     

High-dynamic direct average torque control for switched reluctance drives

A technique was developed to estimate online average torque of switched reluctance machines. This novel online average torque and energy ratio estimation technique can be used for closed-loop torque control, i.e., direct average torque control. This closed-loop torque control algorithm continuously adjusts the reference torque by changing switching angles and reference current to maintain constant and accurate average shaft torque at a commanded torque level. Using the estimated average torque for regulation, the control structure can be simplified and decoupled from DC-bus voltage variations and other secondary control input parameters, such as temperature. The switched reluctance drive controller used in this study was developed and implemented for a 55 W electric-vehicle traction drive.     

基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电动机低速研究

为改善永磁同步电动机低速控制性能,提出一种基于扩展卡尔曼滤波器的新型估算方法对永磁同步电动机的瞬时速度和负载转矩进行估算.该方法即使在使用低精度编码器时,也能获得实时准确的转子位置、转速和负载转矩.通过使用观测的转子位置、转速,以及将观测的负载转矩对速度PI控制器进行前馈补偿,系统的控制性能得到了极大的改善.同时,考虑到转动惯量的改变对观测器的影响较大,使用最小二乘法辨识转动惯量,用以提高观测器的鲁棒性.仿真结果表明了该方法的有效性.     

异步电动机直接转矩模糊控制系统低速性能研究

提出了一种模糊控制和低通滤波器补偿相结合的控制方法。这种方法采用低通滤波器代替积分环节的基础上，根据定子磁链的实际值与给定值之间的关系，推导出磁链的补偿公式，然后通过模糊控制进行开关状态选择，从而控制逆变器的输出。仿真和实验结果表明，该方法能够提高磁链的观测精度，增强系统的鲁棒性，并能使直接转矩控制系统的低速性能得到较大的提高。     

DITC-direct instantaneous torque control of switched reluctance drives

This paper presents an online instantaneous torque control technique for switched reluctance machines called direct instantaneous torque control. The method comprises two novel aspects. First, torque is estimated as a function of terminal quantities, i.e., flux linkage and phase current. Hence, torque estimation is independent of the rotor position. Secondly, high-bandwidth drive performance is obtained by implementing a digital torque hysteresis controller. Thus, the method works without torque profile functions and auxiliary phase commutating strategies. Therefore, the control algorithm offers a wide drive operating range without the use of a high-resolution shaft position sensor or sensitive position estimation techniques. Experimental and simulation results are presented in this paper.     

高性能异步电机DTC定子磁链观测技术的研究

分析研究了常见的几种用于直接转矩控制(DTC)的定子磁链估计方法,对他们的性能做了比较,最终,优化设计了一种基于电压电流(u-i)模型自适应补偿的定子磁链估计方法。通过仿真分析,验证了模型的可行性并优化配置了参数。在此基础上,实际应用于基于TMS320F2812DSP的异步电机直接转矩控制系统实验平台,取得了良好的控制效果。     

基于增量误差的卡尔曼滤波算法全区间荷电状态估计

在电池管理系统领域，精确的荷电状态SOC（state-of-charge）估计是众多状态估计中最基础的技术之一。但在一些特定的SOC区间段内，便于实际应用的等效电路模型并不能很好地等效电池的特性，故基于传统卡尔曼滤波算法的SOC估计会出现精度下降的问题。提出一种基于增量误差的卡尔曼滤波算法，通过离线分析等效电路模型在各个SOC区间段内的性能优劣，得到各个SOC区间的噪声协方差控制表；将噪声协方差应用于对应的SOC区间段内，从而实现对全区间SOC的精确估计。实验表明在SOC低于20%的区间内，采用基于增量误差的卡尔曼滤波算法可以大大提高SOC估计精度。     

Speed-sensorless direct torque control of induction motors using anadaptive flux observer

This paper presents a new sensorless induction motor drive. The drive uses an adaptive flux observer for speed estimation and the discrete-time direct torque control technique for torque and stator flux control. The adaptive flux observer uses a mechanical model to improve the behavior during speed transients. The estimated stator flux of the adaptive observer is used in the discrete-time direct torque control method to provide fast torque response combined with torque-ripple-free operation over the whole speed range. The sensorless drive system is capable of working from very low speed to high speed and exhibits good dynamic and steady-state performance. The steady-state and dynamic performance of the proposed sensorless drive using simulation and experimental results are demonstrated