电励磁同步电机磁链观测模型研究

在交流调速领域,电机磁链的精确控制是实现高性能变频器的关键。通过控制原理方法分析不同的磁链模型,在Matlab/Simulink环境下,建立并对基于滤波原理、积分负反馈频率自适应原理和锁相环MT轴系原理电压模型进行比较,完成电压模型的优化选择。同时,建立励磁同步电机闭环控制系统,实现同步电机带载启停过程中电压模型与电流模型的平滑切换。     

电励磁同步电机两种综合磁链模型观测器

针对电流模型存在对电机参数较敏感,电压模型存在积分初始值偏差和直流偏置问题,结合二者各自优点,提出了两种综合磁链模型.切换模型综合基于锁相环的电压模型和电流模型的优点,磁链幅值和角度分别利用加权方法过渡;混合模型使纯积分环节处于反馈环内,并且电压模型输入结果经高通滤波器,电流模型输入结果经低通滤波器,二者自然过渡.使系...     

一种改善的全阶磁链观测器及速度计算

在全阶磁链观测器中加入反馈矩阵可以解决平滑切换及阻尼的改善问题,引入增益矩阵可以提高响应速率。在模型参考自适应方法的基础上建立全阶磁链观测器观测模型,把设定的电机转速作为参考模型,与磁链观测后的计算速度作比较,通过不断修改参数值使电机运行趋于稳定。在Matlab中的Simulingk仿真模块中建立控制电路模型,得到加入增益前后的磁链观测图和速度推算图,通过比较图像验证增益矩阵的改善作用。     

基于混合磁链观测器电励磁同步电机矢量控制

针对传统磁链观测器所存在的磁链轨迹非圆形以及不适合电机高速运行等问题,提出了适用于全速范围的新颖的混合气隙磁链观测器,并对其进行了详细的理论分析,阐明了其内部基于滤波器特性的电流-电压模型之间的平滑切换机理.同时引入具有自适应调节中点电位的简化三电平电压空间矢量调制策略,并在此基础上提出新颖的三电平功率变换器相电压重构算法.仿真和实验结果表明:基于新颖的气隙磁链观测器电励磁同步电动机矢量控制解决方案具有优良的控制性能,以及理论与应用价值.     

基于改进型磁链观测器直流励磁同步电机控制

定子磁链的准确观测和有效控制对提高直流励磁同步电机直接转矩控制系统的性能有着重要的意义,针对纯积分电压模型存在观测磁链偏差问题,提出一种基于磁链幅值平方和修正方法的定子磁链观测器,并对该观测器进行详细的分析.同时将简化三电平空间矢量调制算法引入到直接转矩控制中,实现转矩、磁链误差的精确补偿,并在此基础上提出三电平功率变...     

基于SMC的异步电机全阶磁链观测器研究

针对异步电机无速度传感器控制系统,提出了一种基于滑模控制(SMC)的改进型异步电机全阶磁链观测器方法.该方法利用全阶磁链观测器来辨识转速和估计转子磁链,并设计出滑模转速控制器来代替传统PI转速控制器,不仅能减小低中高速时系统转速动态响应的超调量,还能缩短进入稳态值的时间,增强系统的鲁棒性.仿真结果表明该算法的有效性.     

基于全阶磁链观测器的间接转矩控制研究

介绍了间接转矩控制的基本原理,提出了基于单神经元PID的动态位角调节器来改善转矩脉动响应的方法,建立了一种能同时准确观测定子磁链和转子磁链的新型全阶磁链观测器,通过引入弱磁控制算法,将间接转矩控制扩展到全速度区范围.仿真实验结果表明,定子磁链轨迹为圆形,转矩脉动小,动态响应快,开关频率恒定,证明了该方案是可行的,并且具有良好的动静态性能.     

基于全阶状态滑模观测器的永磁同步电机模型预测电流控制策略

传统模型预测控制(MPC)需要对永磁同步电机(PMSM)的所有电压矢量进行动态预测,存在计算量大,计算周期长的问题。因此,提出一种改进型模型预测电流控制(MPCC)方案,该方案采用一种缩减电压矢量选择的方式,降低了算法的冗余度和计算量,提高了控制效率。在此基础上,采用全阶滑模观测器对PMSM的转子位置和转速进行精准估测,在设计全阶滑模观测器的过程中,将模糊控制的思想融入传统滑模观测器中,有效解决了转子位置和转速在观测过程中存在抖振的问题。最后,通过仿真验证了该方案的正确性和实用性。     

能够校正相位误差的感应电机全阶磁链观测器

感应电机的传统全阶磁链观测器,采用预估校正法进行离散时转子磁链估计相位的误差较小。但是电机高速运行时,随着载波比的减小,估计相位误差会随之增大,进而引起电机控制性能下降。有鉴于此,通过分析磁链相位误差的影响以及电机控制变量之间的相互作用关系,推导出一种具有相位误差自校正功能的改进全阶磁链观测器。最后在感应电机实验平台上验证了改进全阶观测器的有效性。     

基于有效磁链的电励磁同步电机无速度传感器控制

提出了一种新型的基于有效磁链电励磁同步电机无速度传感器宽调速范围控制方法。有效磁链矢量定义为转矩产生的磁链,对于电励磁同步电机,有效磁链矢量位于转子d轴,通过有效磁链幅值和相位的准确观测实现转子位置角和转速的辨识。在此基础上,针对具有阻尼绕组电励磁同步电机,为提高辨识准确度以获得优良的动态转矩特性,提出了考虑阻尼电流影响的有效磁链动态观测模型。同时考虑饱和效应影响,采用非线性磁链观测器获得准确的有效磁链矢量。实验结果表明所提控制方案算法简单,易于实现,且具有良好的控制性能和快速的转矩响应特性。     

间接矩阵变换器供电电励磁同步电动机DTC

直接型矩阵变换器具有无直流储能环节、输入与输出电流波形均为正弦波、能量双向流通、网侧功率因数可控等优点,但换流复杂.研究了一种间接矩阵变换器(IMC)供电电励磁同步电动机(ESM)直接转矩控制(DTC)系统,其整流级实现电网侧单位功率因数控制,逆变级实现转矩和磁链控制,采用逆变级插入零矢量方式实现前端整流级双向开关的换...     

高压变频器在电励磁同步电机上的应用

电励磁同步电机具有调速范围宽、过载能力强、功率因数可调等优点,广泛应用于大功率传动领域。为此,介绍了一种中性点钳位型(NPC)三电平高压变频器的系统结构及中性点电压平衡控制策略。采用电流频率(IF)控制和滑模观测器(SMO)相结合的无速度传感器矢量控制策略,控制电励磁同步电机变频起动与运行。MATLAB仿真结果验证了采用所提控制策略的变频器具有良好的起动和运行性能,为高压大功率传动应用领域提供了技术保障。     

基于MCRWPT的电励磁同步电机研究

基于磁耦合谐振式无线电能传输对电励磁同步电机(EESM)进行研究。针对EESM电刷集电环结构不可靠及需要维护的缺点,探索采用谐振式无线电能传输方式为转子提供励磁电能。通过对EESM建模、转子磁场定向控制方法的讨论,建立EESM控制系统模型。进行样机试验,对EESM磁耦合谐振式无线励磁方法及转子磁场定向控制进行了初步验证。     

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。     

笼条对磁阻转子电励磁同步电机性能影响

针对磁阻转子定子电励磁无刷同步电机(SEEBSM)起动较慢、带负载能力不强等问题,研究了在磁阻转子内添加笼条结构对电磁性能和温度的影响。阐述了带有笼条的磁阻转子结构的工作原理以及运行方式。采用有限元方法分别研究了磁阻转子有、无笼条与不同笼条组合形式对转速的影响,以及笼条对带负载能力的影响。建立了三维稳态温度场物理模型,分别对磁阻转子有、无笼条结构下的稳态温升进行了仿真研究。研究结果表明,磁阻转子带笼条结构可以大幅度提高电机的起动性能和带负载能力,负载运行时主要结构的稳态温升虽明显增大,但仍满足绝缘等级要求。     

电励磁风力发电系统机侧控制策略研究

电励磁同步电机在水电、火电中已得到了广泛应用,在风力发电中的应用也逐步受到关注。针对电励磁同步电机在风电中的具体应用,建立了其在MT轴坐标系下的数学模型。详细介绍了一种采用MT轴系感应电势辨识磁链的方法,有效解决了传统电压模型中存在的积分零点漂移问题。基于MT轴系数学模型给出了详细的矢量控制策略。在MATLAB/Simulink 7.11环境下建立了电励磁同步电机和机侧变流器的仿真模型。仿真结果表明在风速和转矩变化的情况下,系统能够稳定运行,气隙磁链观测准确,控制效果良好。     

基于Lyapunov稳定性理论的电励磁直线同步电机自适应控制

为了提高直线伺服系统的动态性能,克服电励磁直线同步电机存在的参数时变性,设计模型参考自适应速度控制器。系统内环是基于参考模型的速度跟踪控制器,外环自适应机构在线调整速度跟踪控制器的可调参数并使参考模型输出速度与控制对象输出速度之间的广义速度误差趋近于零。采用基于Lyapunov稳定性理论的模型参考自适应速度控制器设计方法,在保证广义速度跟踪误差收敛至零的同时,还保证了模型参考自适应速度控制系统具有稳定性和收敛性。采用欧拉数值积分方法,经过计算机数值仿真计算得到参考模型与控制对象的速度输出和初级交轴电流状态变量的时域响应曲线,验证了该自适应速度控制系统具有全局收敛性。     

电励磁同步电机无速度传感器控制研究

电励磁同步电机具有调速范围宽、过载能力强、功率因数可调等优点,广泛应用于大功率传动领域。为此介绍一种背靠背式电压源型变频器的系统结构,及两种基于电流频率(IF)控制和滑模观测器(SMO)控制相结合的无速度传感器矢量控制方案。动模平台的实验结果表明两种控制方案都能够实现电励磁同步电机无速度传感器的变频启动与调速功能,但方案二具有更高的功率因数和实用性,为高压大功率传动应用领域提供更好的技术保障。     

Back-to-Back双三电平电励磁同步电机矢量控制系统

以基于Back-to-Back双三电平功率变换器电励磁同步电机矢量控制为研究对象,提出了适用于全速范围的全阶闭环气隙磁链观测器,阐明了其内部基于滤波器特性的电流-电压模型之间的平滑切换机理.三电平有源前端实现网侧的单位功率因数运行,减少对电网污染的同时实现能量的双向流动.同时引入具有自适应调节中点电位的简化三电平电压空...     

基于参数局部最优化理论的电励磁直线同步电机自适应速度控制

建立适合速度控制器设计的电励磁直线同步电机连续时间数学模型,通过合理的假设建立初级电枢交轴电压与初级机械速度之间的单输入单输出传递函数。采用局部参数最优化梯度法设计了自适应速度控制器,仅含有一个积分器、一个乘法器以及2个比例单元。自适应速度控制器无传统控制器的电流内环加快了响应速度,简化了系统结构。利用MATLAB数值计算软件仿真所设计的控制器,分析自适应增益调节系数与广义误差反馈系数等因素对自适应速度控制系统稳定性与收敛性的影响,仿真结果验证了该自适应速度控制策略的有效性。