基于参数在线校正的电动汽车异步电机间接矢量控制

异步电机间接矢量控制在电力传动领域应用广泛。该控制方案依赖于电机的互感和转子电阻等参数。这些参数往往在运行中发生变化,从而导致驱动系统控制性能下降,在以转矩为控制目标的电动汽车驱动系统中该问题尤为突出。本文推导了间接矢量控制中电磁转矩和转子磁链与电机参数偏差之间的关系式。通过引入稳态转子磁链观测器,提出利用稳态转子磁链的幅值和位置角偏差对互感和转子时间常数等的倒数进行在线校正的新算法。该稳态转子磁链观测器以电压模型为基础,但其中的积分环节可转化为简单的代数运算,避免了纯积分数值计算所需的特殊处理。仿真和实验验证了新的校正算法在改善转矩的控制性能方面的有效性。     

异步电机精准磁场定向控制策略研究

针对传统的矢量控制方法存在参数易漂移、磁场定向不准的问题,提出了一种基于电机转子磁链位置角的磁场定向校正方法,实现异步电机精准磁场定向控制。具体实现方法为在原有的矢量控制模型下,加入前馈解耦,由解耦后的电机模型推算出转子磁链位置角用以补偿转子时间常数,使电机能够保证精准的磁场定向。仿真和实验结果表明：提出的基于转子磁链位置角的磁场定向校正算法能准确地辨识出转子时间常数,实现异步电机精准磁场定向控制,改善电机的控制性能。     

基于转子磁链q轴分量的异步电机间接矢量控制转差频率校正

异步电机间接矢量控制系统在工业场合应用广泛,然而其性能易受转子电阻参数变化等因素影响。该文将定子电流矢量定向同步坐标系下的转子磁链观测器与间接矢量控制系统相结合,利用观测器得到的实际磁链计算转子磁场定向下转子磁链的q轴分量,并根据定向准确情况下转子磁链q轴分量为零的特点提出一种间接矢量控制转差频率校正方法,保证间接矢量控制系统对转子磁场的准确定向。详细介绍了该校正方法的基本原理和系统框图,并进行了稳定性分析。仿真和实验结果证明了该校正方法的有效性。     

直接转矩控制永磁同步发电机相位自校正型定子磁链观测器

直接转矩控制永磁同步发电具有电磁转矩和直流电压输出动态响应快等优点,但这些优点的实现需要准确的定子磁链。实际发电机参数在一定范围内随工作点变化而变化,这就要求定子磁链观测器对这些参数变化具有很强的鲁棒抑制特性。该文提出一种新型定子磁链观测器,该观测器借助有效磁链概念计算出转子磁极位置角观测值,基于此将定子磁链电压模型和电流模型联系起来,无需转子速度信息;为了进一步降低观测的定子磁链相位误差,将观测的定子电流矢量与实际定子电流矢量乘积结果送给PI调节器,利用PI输出值对转子位置角观测值进行校正。实验结果表明,采用该文提出的定子磁链观测器在无需转子速度及参数辨识情况下,对电机参数变化及模拟量采样误差具有很强的鲁棒抑制特性,可以获得准确的磁链观测值,实现电磁转矩和直流发电电压的快速而平稳控制。     

感应电动机磁链观测与参数在线辨识方法研究

针对感应电动机在矢量控制过程中存在的转子磁链定向不准确的问题,解释了磁链观测误差的原因,重点研究了电机参数的在线辨识方法。提出了基于模型参考自适应系统的感应电动机磁链观测与参数在线辨识方法。基于波波夫超稳定性定理,设计了转子时间常数与励磁互感的双参数自适应律。该方法以电压模型磁链观测器作为参考模型,在线辨识出电流模型磁链观测器所需的参数,使磁链观测结果具有收敛性和鲁棒性,从而避免了电机参数测量不准确与容易变化对磁链定向造成的不良影响。仿真结果表明该方法具有实时性与可行性。     

双馈感应电机新型直接转矩控制技术

为了便于双馈感应电机直接转矩控制器的设计,建立了选装坐标系下的双馈感应电机的空间矢量数学模型和等值电路,推导了电磁转矩方程和转子磁链微分方程。通过分析转子电压空间矢量对转子磁链和电磁转矩的影响,提出了双馈感应电机直接转矩控制的一种改进方案:一是调整转子磁链扇区与转子电压矢量的相对位置;二是利用具有互补性的互差120°角的电压矢量作为主控矢量进行控制。通过大量的仿真结果分析,验证了所提控制算法的可行性和有效性。     

感应电动机转子磁通观测的一种方法

转子磁场定向矢量控制系统中,转子磁链的准确估算至关重要,通常通过检测定子电压、电流并结合电机的数学模型来检测转子磁链矢量的大小和位置.文章介绍了一种电流模型和电压模型相结合的磁链观测方法,通过变系数加权,使得两种模型在低速和高速时分别起作用,且平滑过渡.仿真和实验论证该方法具有了较高的准确性.     

零电压矢量在PMSM直接转矩控制系统中的应用

基于永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制理论,分析了电压矢量对定子磁链幅值、转矩角和转矩的作用.研究表明电压矢量与定子磁链的夹角决定电压矢量对定子磁链幅值和转矩角的增减作用,电压矢量与转子磁链的夹角决定电压矢量对转矩的增减作用.当转矩角大于30°时,开关表选择的电压矢量无法满足转矩和磁链的控制要求.基于电压矢量在PMSM直接转矩控制系统中的作用,给出一种采用空间矢量调制策略实现的电压矢量选择策略.实验结果表明该控制策略易于实现.电流波形理想且开关频率恒定.     

表面式PMSM直接转矩控制电压矢量选择策略

基于永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制理论,分析了电压矢量对定子磁链幅值、转矩角和转矩的作用.研究表明电压矢量与定子磁链的夹角决定电压矢量对定子磁链幅值和转矩角的增减作用,电压矢量与转子磁链的夹角决定电压矢量对转矩的增减作用.当转矩角大于30°时,开关表选择的电压矢量无法满足转矩和磁链的控制要求.基于电压矢量在PMSM直接转矩控制系统中的作用,给出一种采用空间矢量调制策略实现的电压矢量选择策略.实验结果表明该控制策略易于实现.电流波形理想且开关频率恒定.     

空间矢量调制的永磁同步电机调速控制方法

通过转矩角增量和定转子磁链的位置,计算出补偿转矩和定子磁链的参考电压矢量,利用空间矢量调制技术实现对逆变器电压状态的控制,改善了系统的性能.给出了仿真结果,证明了算法的合理性和有效性.     

考虑相位跳变的双馈感应发电机转子电压动态特性

风电并网点低电压事件的电压相位跳变(PAJ)及跳变角度值会改变低电压穿越期间双馈感应发电机(DFIG)转子电压动态特性,进而影响保护性能。但现有DFIG故障特性研究中,对PAJ考虑不足。针对这一问题,基于DFIG动态模型,推导考虑PAJ的DFIG定子磁链和转子电压瞬时表达式;采用定子磁链和转子电压空间矢量图分解法,分析PAJ对定子磁链的作用机理,揭示了转子电压直流瞬态分量受PAJ的影响规律;详细研究不同PAJ值、电压幅值和持续时间下定子磁链和转子电压的矢量轨迹特征、振荡衰减特性及其叠加机制,并给出了不同恢复时刻下转子电压的最大、最小值。相应的1.5 MW DFIG仿真结果验证了所提理论分析和方法的正确性。最后,综合分析PAJ任意和约束条件对DFIG转子过压峰值影响规律,提出了一种计及相位补偿的改进励磁控制设计建议。     

采用瞬时转矩控制的异步发电系统建压过程

采用瞬时转矩控制的异步发电系统在一个控制周期中用单一电压矢量来控制磁链和转矩,使得电压在建立过程中不是匀速上升的.分析了影响电压建立过程的因素,主要为建立起的电压幅值的高低与转子转速.随着电压幅值的升高,所发电压矢量使定子磁链从滞后于转子磁链一定角度变得和转子磁链位置接近,电压上升速度变慢、甚至不再上升,不能建到所需值.转速越低,电压就越不能成功建立.提出采用逐步加大负向转矩给定的方案,使低速时电压成功建立.仿真与实验结果表明对电压建立过程影响因素的分析是正确的,所提出的低速建压方案有效可行.     

Hardware Implementation of Direct Load Angle Controlled Induction Motor Drive

In this article, a direct load angle (DLA) control method for induction motor drive is proposed to reduce the torque and flux ripple. It is based on control of incremental change in load angle. The torque control is achieved without losing the benefits of conventional direct torque control (DTC) by reference stator flux angle, which is the sum of load angle and rotor flux angle. In this proposed DTC scheme, coordinate transformation is not required in torque control unit and reference voltage sector number and angle are not required in PWM unit, which reduces the control complexity. Proposed DTC control method is applied to two level voltage source inverter fed induction motor drive and hardware results are presented. From the hardware results, it is found that the proposed DTC control scheme impressively reduces the torque and flux ripples when compared with conventional space vector modulation (SVM) DTC.     

感应电动机系统的变结构反推控制研究

感应电动机系统的矢量控制为了进行电流(或电压)的3/2(或2/3)坐标变换需要进行转子转差或磁链角的计算，转子转差的计算容易受转子电阻变化的影响，而磁链角的直接计算容易受定子电阻变化的影响，因此避免转子转差或磁链角的计算对于感应电动机系统的控制是非常有意义的。文中把变结构反推控制运用于感应电动机系统的转矩和磁链控制，设计方法避开了转子转差或转子磁链角的计算，通过一定的坐标变换，基于定子侧的静止坐标系实现转矩和磁链的解耦控制。变结构反推控制设计能够实现快速的速度、转矩和磁链的渐近跟踪，同时系统控制器能够保证系统性能在电动机参数和外部负载变化时具有强的鲁棒性，通过Matlab仿真验证了系统设计的有效性和可行性。     

电网电压不对称跌落下双馈风电机组转子电压分析

在实现低电压穿越的过程中,双馈感应发电机(DFIG)定子始终与电网相连,电机在电网电压跌落和恢复作用下的磁链动态响应会引起转子过电压,威胁转子变流器的安全,导致低电压穿越失败。文中基于DFIG动态模型,针对电网电压三相不对称跌落,提出了根据正序和负序电网电压分别求解电机定子磁链和转子电压动态响应的方法,采用电机定子磁链和转子电压矢量轨迹图直观地描述了电机动态响应过程,并给出了转子电压在不对称跌落期间的稳态值、不同跌落和恢复时刻下的最大值和最小值。相应的DFIG仿真结果验证了所述理论分析的正确性。最后,提出了一种转子有源Crowbar电阻的设计方法。     

Slip-Frequency-Type Vector Control Equivalent to Flux-Feedback Vector Control Using Flux Observer

The slip-frequency type vector control and the flux-feedback type vector control arc typical control methods of induction motors. It is shown that the two methods are similar except for a frame of reference. The flux-feedback-type vector control using the rectangular coordinate uses vertical and horizontal components of the rotor flux. The slip-frequency type vector control using the polar coordinate employs absolute value and angle of the rotor flux. Usually, the flux-feedback vector control does not use the rotor flux model but instead, the rotor flux observer for flux estimation. On the other hand, the slip-frequency type control uses the rotor flux model. Therefore the slip-frequency type vector control using the rotor flux observer is proposed. The proposed method is equivalent to the flux-feedback type vector control using the rotor flux observer. Then it is more robust than the conventional slip-frequency type vector control.     

基于改进电压模型的感应电机无速度传感器矢量控制

磁链和转速信息直接影响矢量控制的动态特性。基于传统电压模型,设计了一种改进的磁链观测器和转速估算方案。利用低通滤波器替代积分器,消除了积分环节对磁链观测的不利影响;利用磁链参考值补偿观测误差,保证磁链观测的准确性。为消除测量噪声和随机扰动的影响,引入同步角频率的误差校正项和滤波环节,通过滑差迭代更新的方式保证参数估算的准确性。仿真和DSP电机对拖试验平台验证了改进方案的有效性。     

直接转矩控制系统磁链区间细分控制的应用

针对传统异步电动机直接转矩控制系统中电压空间矢量对定子磁链幅值和磁通角的不同影响,指出了传统开关控制表在定子磁链幅值和磁通角变化相矛盾时所存在的缺陷.在6区间圆形磁链控制的基础上,提出了12磁链区间细分控制的控制策略及其实现方法.该方法充分利用了8个电压空间矢量,有效地避免了定子磁链幅值和磁通角变化相矛盾时对系统转速与转矩的不利影响.仿真结果表明该控制方案是可行的,能使系统起动响应速度加快,并具有良好的转速与转矩控制性能,提高了系统的稳定性与对定子磁链相位角的鲁棒性.     

直接转矩控制系统转矩动态特性

分析了施加电压矢量后转矩的动态变化,得出转矩的动态特性取决于所施加电压矢量与转子磁链夹角,给出直接转矩控制的电压矢量选择规律,指出了传统开关表的不足,并通过增加可用电压矢量数目给出一种优化的开关表来抑制转矩脉动。分析表明转子位置信息和增加电压矢量数目对直接转矩控制实现转矩精确控制非常必要。