基于磁链误差改进算法的PMSM直接转矩控制

针对永磁同步电动机DTC系统转矩脉动较大的问题,采用电压空间矢量调制技术,设计了一种基于磁链误差改进算法的直接转矩控制系统(改进型SVM-DTC系统),该方法由磁链误差计算单元计算定子磁链参考值与观测值之间的误差,通过空间电压矢量调制得到有效参考电压,从而输出逆变器控制信号。这样在一个开关周期内选择最合理的空间电压矢量来完全补偿电机转矩和定子磁链的观测值与参考值之间的误差,减小电磁转矩脉动。仿真结果表明,该方案既有效减小了电机转矩脉动,又保持了直接转矩控制快速动态响应的特性。     

采用预期电压矢量调制的PMSM直接转矩控制

为了解决永磁同步电机传统直接转矩控制中存在转矩和磁链脉动大的问题,设计了基于空间电压矢量调制(SVM)策略的直接转矩控制,通过SVM产生定子的预期电压,并且采用PI控制器代替传统直接转矩控制中的滞环比较器.同时在定子磁链观测中采用基于转子位置和定子电流的定子磁链估计方法.实验结果表明,与传统直接转矩控制项相比,所提出的方法能够可靠而有效地估计定子磁链,改善了电磁转矩和定子磁链的脉动,同时减小了电流和转速波动,并具有很好的动态、静态性能.     

基于十八区段的PMSM高性能转矩控制

传统直接转矩控制采用6扇区的圆形磁链控制,扇区边界处电压矢量对定子磁链的作用效果不对称的问题,导致磁链和转矩脉动大,而且在考虑定子电阻压降时,电压矢量选择表存在误差。针对上述问题,推导了定子电压矢量对磁链的控制公式,分别分析了忽略和考虑定子电阻压降影响时的定子磁链性能,提出了十八区段控制方法及改进的电压矢量选择表。比较传统直接转矩控制和十八区段直接转矩控制的系统性能,结果表明十八区段直接转矩控制在保持算法简单、动态响应迅速的基础上,能够有效地降低磁链和转矩脉动。     

永磁同步电机直接转矩控制优化的研究

针对永磁同步电机直接转矩控制中存在的定子磁链和电磁转矩脉动较大的问题,在详细分析影响脉动大小因素的基础上,设计了一种包含零矢量的模糊电压矢量选择控制器代替传统电压矢量选择控制器,同时提出了一种基于幅值限定积分器的自适应定子磁链观测器。并用Simulink建立了该新型直接转矩控制系统的仿真模型,仿真结果表明该方法提高了直接转矩控制系统的静态、稳态性能。     

基于模型预测的PMSM直接转矩控制转矩脉动抑制方法

针对传统直接转矩控制方法转矩脉动大的问题,提出了一种基于预测控制减小转矩脉动的方法。首先对定子磁链矢量扇区进行了更加细致的划分,增加了可选有效电压矢量的数量,进而提高直接转矩控制的自由度。在此基础上,分析了零电压矢量对定子磁链幅值与转矩的影响,将零电压矢量加入到控制过程中,最后通过预测控制方法选择最优电压矢量。仿真结果表明,所提方法可有效降低转矩脉动,转矩脉动最大可降低61%,同时所提方法与传统直接转矩控制方法相比,具有更好的动态响应性能。     

一种改进的异步电机直接转矩控制方法

针对传统直接转矩控制(DTC)转矩脉动大、准确性差,及在考虑定子电阻压降时电压矢量区间选择不精确等问题,在研究定子电阻压降影响的基础上,重新划分电压矢量对定子磁链和电磁转矩作用的夹角范围,分析并指出传统DTC电压矢量选择表忽略了转矩增加的必要条件和磁链变化的临界条件,提出一种优化的十二区段控制方法及其电压矢量选择方法。通过仿真和实验验证了该控制方法的性能,与传统十二区段控制方法相比,该方法能保持高准确率,提高了转矩和转速响应,减小了转矩脉动。     

低转矩磁链脉动型电励磁同步电机直接转矩驱动系统的研究

电励磁同步电动机定子电感通常较小,转子阻尼绕组的存在使得电机暂态电感更小。若采用转矩及磁链滞环型直接转矩控制(基本DTC)策略电机电磁转矩及定子磁链脉动较大。针对电励磁同步电动机引入一种空间矢量调制型直接转矩控制(SVM-DTC)策略。它基于电励磁同步电动机中转矩角控制电磁转矩原理,利用空间电压矢量合成出最佳电压矢量实时补偿定子磁链矢量误差,以达到减小电动机在运行中电磁转矩及定子磁链脉动量之目的,同时又能基本维持开关频率恒定。仿真和实验结果证明,与基本DTC相比较,SVM-DTC电磁转矩和定子磁链脉动大幅度降低;电机起动电流峰值大大减小,稳态电流畸变较小;同时系统能够平稳地由恒转矩区过渡到弱磁区运行。     

全阶磁链观测和定子参考电压矢量预测的异步电动机SVM-DTC系统研究

针对传统直接转矩控制存在磁链和转矩脉动大的问题,提出了一种新的减小脉动的控制策略。通过全阶磁链观测和定子磁链期望增量估算计算出定子参考电压矢量,利用SVM技术获得基本电压空间矢量的优化组合,对转矩和磁链进行精确补偿。仿真结果验证了该算法的有效性。     

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。     

基于固定矢量作用时间的新型直接转矩控制系统

永磁同步电动机传统直接转矩控制具有转矩脉动大、开关频率不恒定等缺点,在分析传统直接转矩控制中磁链和转矩脉动的基础上,利用固定矢量作用时间合成新矢量的新型直接转矩控制方法控制永磁同步电动机.该方法根据转矩和磁链误差来选择基本电压矢量对,根据磁链的位置和转矩误差的大小来确定所选择的基本电压矢量的作用时间,从而得到了新的合成电压矢量进行控制.仿真结果表明基于固定矢量作用时间的新型直接转矩控制方法能够有效减小传统直接转矩控制方法中的磁链和转矩脉动,同时不增加控制的复杂性,明显改善了系统的控制性能.     

应用SVM的异步电动机直接转矩控制仿真

为了减小传统直接转矩控制的磁链和转矩脉动,采用参考电压矢量计算模块和空间电压矢量调制(SVM)模块取代滞环比较器和开关矢量表,并利用Matlab/Simulink仿真软件建立矢量调制的异步电动机直接转矩控制系统模型.磁链环节电压矢量经过简单计算得出,转矩环节电压矢量被有效的分解后由转矩PI控制器和转子转速与定子磁链乘积给出.仿真结果表明,该直接转矩控制系统设计正确,达到了良好的控制效果.     

永磁同步电机的改进模型预测直接转矩控制

针对永磁同步电机直接转矩控制(DTC)中存在的转矩脉动和磁链纹波大的问题,提出一种改进的模型预测直接转矩控制方法。在两相静止坐标系下,依据无差拍控制理论计算出使电磁转矩和定子磁链在下一周期达到给定值的期望电压矢量。通过引入虚拟电压矢量将电压矢量空间划分成13个扇区,根据期望电压矢量所在扇区位置选取相应的实际电压矢量,可选取的实际电压矢量由传统的8个电压矢量扩展为14个电压矢量。该方法具有虚拟电压矢量占空比固定、调制简单以及运算次数少的优点。对直接转矩控制、传统的模型预测直接转矩控制以及改进的模型预测直接转矩控制进行仿真对比,结果表明,改进的模型预测控制方法能有效地抑制转矩脉动和磁链纹波,减小定子电流畸变率,提高系统的鲁棒性。     

面装式永磁同步电机无差拍直接转矩控制

为解决永磁同步电机传统直接转矩控制脉动大、开关频率不恒定,以及现有永磁同步电机无差拍直接转矩控制计算复杂、电压矢量解不唯一的问题,在电压源逆变器受限的情况下,针对表贴式永磁同步电机提出了一种简化无差拍直接转矩控制,计算出的电压矢量由空间电压矢量脉宽调制方法实现,保证逆变器开关频率恒定,该方法计算简单,无需计算二次方程。考虑到控制系统的延时,对电流进行预测计算,同时为提高定子磁链和电磁转矩的计算精度,设计采用观测器方法对定子磁链观测。仿真和实验结果表明,永磁同步电机的转矩和磁链脉动明显减小,动态性能好。     

基于十二扇区细分的永磁同步电动机直接转矩控制

针对永磁同步电机的传统直接转矩控制中的磁链和转矩脉动大的缺点,提出了十二扇区细分的磁链闭环控制方法和相应的电压开关表.分析了电压矢量对电磁转矩和定子磁链的作用,得到有限的扇区和电压矢量会造成转矩和磁链脉动大.理论和实验对比分析了六扇区划分和十二扇区划分的控制性能.实验结果表明十二扇区划分的 PMSM 直接转矩控制方法,既保证了 DTC 的快速性,又很好地降低了转矩与磁链脉动.     

基于空间矢量调制的永磁同步电机无磁链环直接转矩控制方法研究

针对传统无磁链环直接转矩控制精度不高、实现复杂的问题,依据永磁同步电机电磁转矩的形成原理,借助MATLAB/Simulink仿真工具,研究了一种基于空间矢量调制的永磁同步电机无磁链环直接转矩控制方法。该方法根据转矩误差和定子磁链限幅需要直接得到参考空间电压矢量,实现转矩轨迹精确跟踪给定,结构简单。仿真结果表明,引入空间矢量调制后电机定子磁链自适应变化效果更好,具有更高的功率因数,并有效降低了转矩脉动。     

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。     

基于转矩预测的永磁同步电动机模糊直接转矩控制研究

针对IM DTC和PMSM DTC中零电压空间矢量作用效果的不同,提出基于转矩预测的PMSM模糊直接转矩控制方法,模糊控制规则表中使用零电压矢量.根据转矩偏差、定子磁链偏差的符号和大小以及定子磁链所处的扇区经模糊推理得到合适的电压空间矢量,再使用预测控制算法计算该矢量和零电压矢量(如果需要)分别作用的时间,限制电磁转矩在给定环宽范围内.仿真分析表明,零电压矢量的引入和预测控制算法的应用减小了转矩脉动,对传统的永磁同步电动机直接转矩控制系统性能有明显的改善.     

永磁同步发电系统中转矩和磁链精确线性化解耦控制

为了实现直接转矩控制(direct torque control,DTC)永磁同步发电系统直流输出电压的快速而平稳控制,需要电磁转矩与定子磁链控制之间的解耦。该文首先根据定子静止坐标系中定子电流和定子磁链状态方程,推导出以电磁转矩和定子磁链幅值平方为状态变量的永磁同步发电机仿射非线性模型。然后以该非线性模型为基础,结合输入输出线性化理论推导出以电磁转矩和定子磁链幅值平方为输出变量的定子电压矢量给定数学模型。根据定子磁链幅值平方和电磁转矩跟踪控制要求,设计出线性化后系统输入控制变量形式,并据此进一步计算出定子电压参考矢量。最后利用空间电压矢量调制(space voltage vector modulation,SVVM),实现永磁同步发电机定子磁链幅值和电磁转矩控制的动态解耦。实验结果表明,采用该文提出的新型控制策略发电系统具有理想的电磁转矩和定子磁链幅值跟踪性能,转矩及电流脉动较小,直流输出电压控制迅速而平稳。     

基于dSPACE的永磁同步电动机直接转矩控制研究

直接转矩控制在应用中要解决的主要问题就是低速区较大的磁链脉动和转矩脉动.空间电压矢量直接转矩控制(SVM-DTC)应用于永磁同步电机(PMSM)驱动系统中,能够有效地减小磁链脉动和转矩脉动.本文基于定子电流进行磁链观测,进而根据磁链误差电压矢量方法,借助空间矢量调制方法,计算同时满足磁链和转矩要求的电压矢量.通过dSPACE硬件在回路仿真平台进行验证,验证了控制方法的有效性.     

异步电机模型预测直接转矩控制方法

针对传统直接转矩控制存在转矩和定子磁链脉动大的问题,给出一种新颖的模型预测直接转矩控制方法。在逆变器驱动异步电机模型基础上建立了离散时间内部预测模型,以转矩和磁链偏差平方和作为价值函数,并根据该价值函数对每个开关矢量作用时的偏差平方和进行在线评估,选择使价值函数最小的电压矢量,也就是最优电压矢量作用于逆变器。仿真结果表明,本文所给出的模型预测直接转矩控制方法相比于传统的直接转矩控制,能够有效降低转矩和磁链脉动,减小电流谐波畸变,同时继承了传统直接转矩的快速响应特性。