多相感应电机指数响应电子变极方法研究

为了拓宽多相交流传动系统的调速范围,在多相系统变换理论和多相电机矢量控制的基础上,提出了一种基于指数响应的多相感应电机电子变极调速方法。该方法通过转子磁场定向矢量控制产生不同极对数的谐波电流来驱动电机旋转,不同极对数的转矩电流按照指数曲线进行切换,从而控制电机实现了在不停电情况下的电子变极,解决了变极过程中转矩和速度波动大的问题。该文以五相感应电机为例,对提出的变极方法进行实验验证,给出了其在转子磁场定向矢量控制下的1对极和2对极之间相互电子变极的实验结果,实验结果表明所提出的方法能够在不停电的情况下实现平滑的电子变极调速,使转矩和转速波动减弱。     

基于矢量控制的多相感应电机电子变极调速技术

为了拓宽交流传动系统的恒功率调速运行范围,在研究多相系统变换理论和多相电机矢量控制的基础上,提出了一种基于转子磁场定向矢量控制的多相感应电机电子变极调速方法。该方法不需要额外增加电机的容量或电流,通过转子磁场定向矢量控制产生不同平面的谐波电流,驱动电机旋转,从而控制电机实现了在不停电情况下的电子变极,而且变极过程平滑,无大的转矩波动。本文以九相感应电机为例,对提出的方法进行实验验证,给出了其在转子磁场定向矢量控制下的3对极和9对极之间相互电子变极的实验结果。实验结果表明,所提出的方法能够在不停电的情况下实现电子变极调速,有效地提高了电机恒功率调速运行范围。     

五相感应电机转矩跟踪电子变极方法

针对五相感应电机在传统变极方法控制时,变极过程中电机转矩急剧下降和转速波动明显的问题,利用多相电机具有多个控制平面的特点,在五相感应电机转子磁场定向矢量控制的基础上,提出了一种基于转矩跟踪的电子变极方法。利用多相系统变换理论,把五相感应电机分解为1对极和2对极两个控制平面,在执行1对极和2对极间的变极调速中,采用转矩跟踪的方法控制,通过转子磁场定向矢量控制同时产生1对极和2对极的驱动电流,控制变极暂态过程中转矩的变化,实现转矩与转速均平稳的电子变极调速。通过实验验证了所提出的方法能够在不停电的情况下实现平滑的电子变极调速,减小了转矩的下降和转速的波动。     

多相感应电机的非正弦供电技术

本文对多相集之中整距绕组感应电机非正弦供电的原理做了细致的分析和研究。发现多相感应电机正弦供电时输出转矩偏小以及电机利用效率较低等问题,通过对九相集中整距绕组感应电机做出一系列的模块实验要,得出了关于多相感应电机的在供电上的能提高电能传输的效率和电机工作效率,并且深入了解其原因。     

多相感应电机空间电压矢量控制研究

文章提出了一种适用于任意多相逆变器的PWM算法,该算法简洁易行,并能够实现在线选取不同的调制方式,以满足不同控制的要求。还分析了采用多相空间电压矢量控制时,一个周期内电压矢量的合成过程,由于多相逆变器可供使用的空间电压矢量数目多,因而能够准确地输出给定电压矢量。用一套15相变频调速系统所作的实验,验证了算法的正确性。     

感应电机变频调速系统的技术现状及发展

0 引言 感应电机结构简单、牢固,价格便宜,运行可靠,免维护,在交流传动中得到了广泛的应用。感应电机采用变频调速技术后,调速范围广,调速时因转差功率不变而无附加能量损失,是一种性能优良的高效调速方式,从而成为交流传动技术发展的主要方向。随着电力电子技术、微电子技术、微机控制技术和现代控制理论的不断发展,现代高性能感应电机的变频调速有了巨大的技术支持,以此为基础的系统已出现,经过近10年的不断努力,性能得到很大改善,成本不断降低。     

基于转子磁链优化的五相感应电机电子变极策略

针对五相感应电机（FIM）指数响应转矩跟踪电子变极运行不平稳问题,分析得出转子磁链饱和是导致该问题的主要原因之一,计及磁链饱和提出一种转子磁链优化（RFO）电子变极控制策略。分析了FIM电子变极过程中两个控制平面转子磁链叠加是导致磁链饱和的原因,设计了转子磁链控制函数,并采用磁链幅值和电磁转矩约束函数使转子磁链逼近临界值,优化了转子磁链控制。基于FIM的Speedgoat半实物实验平台,对所提RFO方法进行了实验验证,对采用和未采用RFO的指数响应转矩跟踪电子变极控制策略进行对比实验研究。实验结果表明,所提策略使转速波动减小了50%,转矩波动减小了67%,有效改善了电子变极过程中电机运行平稳性。     

一种改进的模型参考自适应多相感应电机转速估计方法

转速估计是无速度传感器矢量控制系统的关键,其精度将直接影响矢量控制系统的控制性能。将基于电机反电动势的模型参考自适应系统MRAS（model reference adaptive system）方法用于多相感应电机转速估计,对该方法进行了理论推导和稳定性分析。针对输入信号的噪声导致的估算精度降低问题,引入低通滤波器滤除噪声信号,并从理论上分析了其对稳定性的影响。在此基础上设计了变PI参数、变滤波截止频率的MRAS转速估计方法,仿真和实验结果表明优化的转速估计方法具有较好的估计精度和静、动态性能。     

基于DSP的多相感应电机矢量控制系统的设计和实现

本文介绍了一种易于实际应用的多相感应电机转子磁场定向控制方法，并给出了基于TMS320C32 DSP的15相感应电机调速系统的设计方法和具体实现。通过对由15相电压源逆变器供电的15相感应电机系统进行实验，给出实际的控制效果，以验证控制策略的有效性。     

城轨交通中直线感应牵引电机的效率最优控制

针对城市轨道交通中直线感应牵引电机效率较低问题,从控制角度研究电机的效率最优控制策略。建立直线感应牵引电机的数学模型,考虑边缘效应的影响将推力与磁通进行解耦,在分析法向力组成与特性的基础上,得出以初级电流为变量的数学表达式,结合最优化理论,考虑多个优化目标建立损耗最小函数,实现在满足水平推力的条件下对电机铜耗与法向力造成损耗的最优控制。仿真研究对比了采用普通矢量控制与本文所提方案的运行状况。仿真结果表明,直线感应牵引电机行程中恒速区段时间越长,损耗减少得越大,效率提高得越高。     

感应电机高性能鲁棒速度跟踪控制器设计

针对系统模型不确定性和干扰对矢量控制性能的影响,利用Q-参数化理论设计控制器,设计了一种简单有效的感应电机速度控制策略。该速度控制器由鲁棒转子磁链估计器(RRFE)以及参考模型跟踪控制器(RMTC)两个部分构成。RRFE主要用于转子磁链估计,以确保转子磁链获得快速准确的定向,而RMTC则在电机参数发生变化和出现干扰的情况下,获得磁链和转速的渐进跟踪性能。仿真试验结果表明,干扰得到有效抑制,系统具有较好调速性能。     

五相异步电机的SVPWM控制技术

通过对三相空间矢量脉宽调制技术的扩展，提出一种可以推广到多相的五相空间矢量脉宽调制技术，对该控制技术和调制方法进行了深入研究，并利用DSP硬件实验系统验证了该控制技术的可行性，取得了较好的效果。     

基于SVPWM五相感应电机直接转矩控制研究

针对感应电机直接转矩控制(DTC)采用开关表的滞环方法时,存在电流和转矩脉动等问题,提出在DTC中应用空间矢量脉宽调制(SVPWM)的方法。根据五相感应电机模型和DTC基本原理,推导出参考电压矢量。分析了五相逆变器的空间电压矢量,并从中选取出22个有效电压矢量,根据最近四矢量SVPWM算法,计算出第k扇区中工作电压矢量的作用时间。建立了基于双DSP控制的实验系统,实验结果表明,该方法减小了电流和转矩脉动,具有良好的稳态和动态性能。     

多定子直线感应电动机任务交班控制策略

长初级双边直线感应电动机为了进一步提高推力密度和可靠性,可以采用多台电机初级(N≥2)上下并联布置共用一个次级的结构形式.即使某台电机初级发生故障,仍然可以利用剩下N-1台电机完成预先设定任务.建立多定子直线感应电动机集总参数模型,重点研究由N台电机工作切换到N-1台电机工作,保证电机任务交班前后电磁推力不变的控制策略.在Matlab/SIMULINK环境下建立了多定子直线感应电动机任务交班仿真系统.通过两种任务交班策略的仿真对比分析,发现了多定子直线感应电动机任务交班策略中的技术难点,并提出了该领域需进一步深入研究的方向.     

一种十五相感应电机的矢量控制算法

在已有多相电机系统研究的基础上,研究了一种新型的十五相感应电机矢量控制算法.详细推导了该种十五相感应电机的数学模型,并在此基础上推导了十五相感应电机的矢量控制算法,给出了系统的控制框图.系统试验结果表明了该矢量控制算法的正确性和可行性,将该算法应用于实际的十五相感应电机矢量控制系统中,可以取得对电机良好的控制效果,该十五相感应电机矢量控制算法可直接应用于兆瓦级大功率十五相感应电机系统中.     

Basic principle and maximum torque characteristics of a six-phase pole change induction motor for electric vehicles

In addition to basic characteristics such as small size, lightweight and easy maintenance, the electric vehicle (EV) motor is required to possess characteristics that allow for the production of high torque in low-speed region and to realize a wide-speed range of constant power in high-speed region. In an attempt to improve further the constant power operation of the induction motor (IM), this paper proposes a six-phase pole change IM (six-phase PCIM). The six-phase PCIM further expands the constant power operation range without increasing either volume or current of IM. To clarify the basic principle and torque characteristics of the six-phase PCIM, its winding method and distribution of magnetomotive force (mmf) will first be examined. Then, by establishing a performance calculation method based on a quasisinusoidal wave method, the feasibility of a highly precise performance calculation sufficient for actual use will be demonstrated. Furthermore, by clarifying through experiment the maximum torque characteristics, the feasibility of expansion of the constant power operation range will be confirmed and its effectiveness in the EV will be discussed. © 1997 Scripta Technica, Inc. Electr Eng Jpn, 118 (3): 78–91, 1997     

Transient performance analysis of a six-phase pole change induction motor for electric vehicles

We previously proposed a six-phase pole change induction motor (six-phase PCIM) for electric vehicles (EVs), and have presented its operating principle and steady state characteristics. The six-phase PCIM expands the constant power operation range using the pole change technique without mechanical contactors; therefore it possesses superb characteristics for miniaturizing EV driving systems. This paper proposes a new analysis method for the six-phase PCIM in order to derive basic equations which can be used to analyze transient phenomena caused by pole change and to create control methods. First, a “six-phase tensor-transformed rotational d-q axis” is defined and its physical meaning made clear. By using this axis, voltage and torque equations which can uniformly deal with the steady state and transient states will be derived. Next, we compare measured and simulated results of voltage, current, and torque characteristics in steady state and in transient states at the pole change operation and both-pole dual operation. Through these comparisons, the validity of our theory and its effectiveness to performance analysis and application to the control method for the six-phase PCIM is discussed in detail. © 1997 Scripta Technica, Inc. Electr Eng Jpn, 120(2): 59–71, 1997     

感应电机模糊滑模控制器的新型设计方法

针对感应电机定子电阻和转子时间常数受外界因素干扰影响其矢量控制系统稳定性和精确度的问题,提出了一种感应电机模糊滑模矢量控制方法。根据感应电机的模型,设计了滑模速度控制器和转子时间常数观测器。利用模糊控制方法改进了滑模切换函数,从而实现切换函数的连续化实时整定,削弱了符号切换函数的高频抖动效果。仿真和dSPACE实验结果表明,控制系统能够稳定运行,动、静态性能良好,抗参数变化和负载突变能力强。     

感应电动机变频运行的方式及特性

在感应电动机等效电路的基础上，分析了当电源频率发生改变时，等值电路中主要参数的变化规律。给出了变频调速状态下感应电动机恒电压频率比、恒磁通、恒电流和恒功率调速情况下的运行特性。