十八边形磁链直接转矩控制系统的设计

为解决六边形磁链直接转矩控制定子电流谐波大的缺陷,采用了十八边形磁链轨迹的直接转矩控制方法.该方法不但保持了原有结构简单的特点,而且能有效削弱定子电流中的高次谐波分量,减少对电网的谐波污染,实现了交流异步电机的调速控制.实验结果证明了该方式的合理性和有效性.     

基于快速空间矢量调制算法的三电平直接转矩预测控制系统

提出一种新颖的基于转矩预测控制+ 快速空间矢量调制算法的三电平中点钳位式逆变器供电的异步电动机直接转矩控制方案.系统中首先使用转矩预测控制算法得到所需施加的定子参考电压矢量,然后基于非正交60°坐标系,利用空间矢量脉宽调制算法选择基本矢量合成所需的参考电压矢量,该算法在基本矢量的选取和作用时间计算方面十分简单.针对电机运行时有功功率的输出导致直流侧电容电压失衡问题,采用先预测、后控制的方式稳定中点电位.仿真结果验证了该控制算法的可行性,三电平直流侧中点电位不平衡、输出电压dv/dt得到了有效地抑制,并获得良好的电机动态和稳态调速特性.     

基于DSP的多采样率直接转矩控制系统研究

基于多采样率控制理论,提出一种多采样率磁链计算新方法,该方法对电机电压电流的测量与逆变器开关的控制采用不同的周期,磁链的计算是静态的,无初值和误差累计问题。基于实际控制系统,以Matlab和DSP为工具,提出2种检验方法,相互印证,检验了该算法的正确性。针对实验中出现的磁链波动问题,提出一种幅值补偿的磁链改进算法。将检验后的磁链算法运用于直接转矩控制系统中,构造了基于TMS320F240的多采样率直接转矩控制系统并成功进行了控制实验。计算机仿真与实验表明磁链计算新方法的正确性和可行性。     

基于DSP的三电平直接转矩控制

改进的电压磁链模型能够获得全速度范围内磁链的准确观测。针对三电平系统中存在的中点电压不平衡和需要减小dv/dt等问题,提出了一种电压矢量选择方案,通过引入中点电压滞环,综合考虑电磁转矩和定子磁链的要求,实现了异步电动机的变频调速运行。并采用TI公司的TMS320F240型DSP做为主控制芯片,在一台异步电动机上进行实验,验证了所提出算法的有效性。     

基于u-n模型的三电平直接转矩控制系统研究

构建了基于二极管中点钳位式三电平逆变器的直接转矩控制系统。提出了一种基于12区间划分的矢量选择方法,考虑了中点电位平衡和电压跳变问题。系统的磁链观测模型采用了适合于全速度范围的模型,提高了定子磁链观测的精确度。最后通过仿真分析验证了所提算法的有效性。     

基于占空比空间矢量的矩阵变换器调制策略研究

矩阵变换器的性能与所采用控制开关状态的调制策略有密切关系。在此介绍了一种新的矩阵变换器调制策略-占空比空间矢量调制策略。     

基于占空比调制的永磁同步电机直接转矩控制

针对传统直接转矩控制方法转矩和定子磁链脉动大、开关频率不恒定等问题,本文在详细分析转矩脉动和定子磁链脉动数学模型的基础上,提出了一种基于占空比调制的模型预测直接转矩控制策略.该策略根据转矩和定子磁链的综合误差确定所选电压矢量的占空比,根据不同的控制目标,占空比的计算方法可分为最终值法、平均值法和有效值法,每种方法均给出了精确的数学模型并进行了对比分析.同时考虑到实际应用中控制延迟的问题,引入了模型预测控制方法对系统变量进行预测,提前一个采样周期计算出所需施加的电压矢量及其占空比.仿真结果表明,基于占空比调制的模型预测直接转矩控制可以有效地抑制转矩脉动和定子磁链脉动,且逆变器开关频率恒定,同时降低系统采样频率.     

基于占空比调制的永磁同步电机预测电流控制

针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)传统模型预测控制系统在低采样频率下,存在稳态电流波动较大的问题,该文提出一种基于占空比调制的模型预测电流控制策略。该策略将电流无差拍原理与PMSM数学模型相结合,运用三相电压矢量将相平面划分为3个扇区,进行电流预测迭代,来直接获取三相开关驱动脉冲的占空比,输出幅值与相角变化的电压矢量,显著提高了控制系统的稳态性能。对比传统模型预测方法,该方法在一个控制周期仅进行3次电流预测;相较于双矢量模型预测电流控制方法,该方法输出的电压范围增大、稳态电流脉动更小。最后,通过实验验证所提方法的有效性和可靠性。     

基于占空比调制的异步电机模型预测转矩控制技术

针对模型预测转矩控制中所使用的电压矢量幅值与相角固定导致异步电机稳态性能较差的问题,提出了一种占空比调制策略。该策略首先将6个非零开关电压矢量扩充为12个非零电压矢量,其次根据转矩的无差拍跟踪计算电压矢量的作用时间与对应的等效电压矢量,对满足转矩变化趋势的等效电压矢量进行定子磁链的预测,最终选取定子磁链幅值误差最小的作为最优电压矢量。仿真结果表明,所提策略能有效减少转矩、磁链脉动及定子电流THD。     

基于简单占空比调制的动态扇区直接功率控制研究

传统动态扇区直接功率控制系统中,直流侧电压动态响应慢,功率脉动较大。为解决此问题,在扇区划分过程中将直流电压可能发生较大波动的暂态时刻考虑在内,采用电压瞬时值进行扇区的分块划分。其次根据有功功率和无功功率偏差值的比较,引入功率误差比较,两电平滞环比较器,并提出更加精确的开关表。通过开关表得到有效矢量之后,为了减少功率脉动和系统对高采样频率的依赖,在一个控制周期内同时引入零矢量来优化功率波形,并根据所提开关表的规律简化占空比函数,能够在开关表读取的同时通过功率误差信息直接计算占空比,且避免了复杂的功率计算导致系统鲁棒性能的下降。仿真结果表明,所提方案能够有效降低系统功率脉动和电流谐波,提高系统动态响应能力。     

基于非对称占空比调制的DAB变换器优化策略

针对双有源桥(DAB)变换器在轻载及电压不匹配时损耗大、效率低的问题,此处提出了一种基于单侧非对称占空比调制(SSADM)的电感电流峰峰值优化策略,降低了损耗并且提升了变换器的效率。首先,分析了SSADM的工作原理及两种工作模态;然后,基于时域模型,推导了两种工作模态下的传输功率特性;接着,以电感电流峰峰值为优化目标,以传输功率为约束条件,得到了最优占空比及移相角;最后,基于StarSim硬件在环平台验证了所提优化算法的有效性。     

采用新型评价表的三电平逆变器占空比调制直接转矩控制

针对直接转矩控制系统稳态转矩波动较大的问题,提出一种采用新型评价表的三电平逆变器占空比调制算法。首先,为减小占空比调节过程对电机参数的依赖性,对三电平逆变器大、中和小矢量建立了转矩和磁链的矢量评价表,并针对反电动势建立了补偿评价表。其次,根据电机运行转速和矢量的转矩控制效果,分别给出低速和高速两种控制方案,在低速方案中采用小矢量和零矢量,在高速方案中采用大(中)矢量和小矢量来控制转矩,可更加合理地利用小矢量来保证输出转矩的平稳性。最后,在以上两种控制方案和评价表的基础上,利用预定价值函数可快速确定输出矢量及其占空比。在一台6k W永磁同步电机样机上对本文所提出算法进行了实验验证,实验结果表明所提算法可有效改善电机稳态转矩波动。     

基于最优占空比调制的永磁同步电机直接转矩控制

针对永磁同步电机直接转矩控制的转矩脉动问题,在分析传统的直接转矩控制产生脉动的基础上,设计了一种基于最优占空比技术的直接转矩控制。结合预测控制思想,根据当前转矩和磁链预测下一时刻的转矩和磁链误差,采用使下一时刻误差最小的原则计算出有效电压矢量作用的时间,设计最优占空比调制的直接转矩控制控制器。通过理论分析、仿真和实验验证表明,该方法能够在不影响转矩动态性能的前提下,有效的抑制传统直接转矩控制的转矩和磁链脉动,提高了直接转矩控制的稳态性能。     

基于互补占空比调制的改进全桥ZVS直流变换器

针对传统移相全桥零电压开关ZVS （zero voltage switching）变换器存在的例如软开关范围受限、占空比丢失以及寄生振荡问题,提出了一种基于互补占空比调制的改进全桥ZVS直流变换器。通过引入并联辅助谐振网络以实现滞后桥臂开关宽范围的ZVS,选择较小的谐振电感以减少占空比丢失,引入原边钳位二极管网络以消除寄生振荡。详细阐明了工作原理与特性分析,并进行了仿真对比。结果显示,在20%负载条件下,相较于传统移相全桥变换器,所提改进全桥变换器保证了软开关特性且消除了寄生振荡。     

矩阵变换器占空比矢量调制策略的优化研究

矩阵变换器调制策略是实现其功能并保证系统稳定可靠运行的一个重要环节,适当的调制策略可以提高其电压传输比,减少换流次数,节省功耗,改善输出波形质量。占空比矢量调制策略是一种具有普遍意义的调制策略,通过选取特定的自由参数和自由矢量实现不同的调制策略。采用矢量分析方法对占空比矢量调制策略中的自由参数和自由矢量进行深入研究,得到它与其他调制策略的具体内在联系,并提出了一种基于该调制策略的优化方案。该方案构造了自由矢量新的表达式,使矩阵变换器能减少换流次数及波形失真,从而改善波形质量,同时仍能得到最大电压传输比值0.866。通过实验验证优化方案的正确性和可行性。     

基于最优占空比原则的脉频调制策略的应用

传统的开关器件脉频调制(Pulse Frequency Modulation, PFM)控制方法,存在开关频率高、频率不固定且稳定性能不好的缺点,使得它在APF的应用中增加了滤波器的设计难度。为此提出了以最优占空比为原则的改进脉频调制方法。该方法通过最小二乘法获得最优占空比,并依此合理选择控制参数,且在控制器中,引入电网及补偿电压的实时特性,参与开关器件的导通时间、关断时间及滞环环宽的控制,从而实现定频、降损、提高控制精度及动态性能。通过对PFM的传统与改进控制策略的仿真与实验,验证了所提方法的有效性,且该方法易于控制电路的设计。     

基于占空比调制的模块化多电平换流器模型预测控制

近年来,模型预测控制因其原理简单、控制方式直接、多目标控制容易实现等优点被广泛应用于模块化多电平换流器(MMC).但当前的模型预测控制方法主要存在开关频率不固定、各模块功率损耗不均衡、平均开关频率较高等问题.文中提出一种基于占空比调制的模型预测控制方法.首先,根据交流输出电流和环流的控制目标,利用MMC离散数学模型,逆...     

转矩预测在三电平直接转矩控制中的仿真研究

在基于磁链幅值和相位补偿的定子磁链观测器的基础上,针对合成矢量三电平逆变器直接转矩控制中,在一个周期内工作矢量的不连续造成了转矩较大脉动的缺点,提出了一种预前控制的方法.该方法根据前一个周期采样的磁链和转矩误差,来确定下一开关周期所应施加在逆变器上的参考电压矢量,然后利用空间矢量脉宽调制(SVPWM)的方法,合成此开关电压矢量.这样在保证开关频率一定的情况下,大大减少了转矩脉动.仿真结果表明,该方法可以成功减少转矩脉动,磁链轨迹近似为圆,而且电流波形正弦性良好.     

无速度传感器异步电机三电平直接转矩控制仿真研究

为了解决三电平直接转矩控制中的矢量与矢量切换时过高的线电压跳变问题,对中点电压实现了实时控制.提出了一种改进型的虚拟合成矢量三电平直接转矩控制方法.同时,针对异步电动机直接转矩控制中对定子电阻和转子时间常数这些重要参数的依赖性,设计了一种基于模型参考自适应律(MRAS)的参数辨识器.该辨识器同时还可以观测定子磁链及转子速度,仿真结果证明提出的方法的有效性和可行性.     

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。