无速度传感器转子电流定向双馈电机的矢量控制调速系统

本文提出了一种转子电流定向的双馈电机矢量调速系统 ,采用转子电流进行速度辩识 ,克服了传统方法中用磁链辩识速度在同步速附近存在死区的问题。文中介绍了该系统的基本原理及组成 ,并在最后给出了系统仿真和实验的结果     

基于定子磁链的双馈电机矢量控制系统的研究

以双馈电机为研究对象,定性分析了其速度调节和功率因数调节的基本原理,从主电路拓扑结构、定向矢量选择、磁链观测器结构和原理、前馈解耦控制等方面对双馈调速系统进行了研究,搭建了定子磁链定向双馈调速系统仿真模型,验证了双馈电机调速的先进性。在基于TMS320LF2812型DSP的实验平台上,初步完成有速度传感器定子磁场定向矢量控制实验,实验结果证明了矢量控制的可行性与优越性。     

基于定子磁链的双馈电机矢量控制系统的研究

分析了双馈电机速度调节和功率因数调节的基本原理,从主电路拓扑结构、定向矢量选择、磁链观测器结构和原理、前馈解耦控制等方面对双馈调速系统进行了研究,搭建了定子磁链定向双馈调速系统仿真模型,验证了双馈电机调速的优越性。在基于DSP(TMS320LF2812)的实验平台上,初步完成有速度传感器定子磁场定向矢量控制实验,证明了矢量控制的可行性与优越性。     

磁链微分反馈的双馈风力发电机无速度传感器控制

针对双馈风力发电机无速度传感器模型参考自适应算法中纯积分环节造成的直流偏置和定子磁链振荡问题,提出磁链振荡改进控制策略。以分析双馈电机定子磁链振荡产生的因素为基础,建立定子磁链振荡模型,并通过对双馈电机定子磁链定向矢量控制原理的分析,提出将模型参考自适应算法中的定子磁链观测与双馈电机矢量控制结合起来考虑,利用定子磁链微分反馈和有功电流共同作用来抑制观测定子磁链振荡的控制策略。实验分析表明,该方法能有效抑制定子磁链的振荡和过冲,准确观测双馈电机转速,在亚同步速、同步速、超同步速3种状态下具有良好的动静态性能。     

基于扩展卡尔曼滤波的无速度传感器无刷双馈感应电机直接转矩控制

本文提出了一种基于扩展卡尔曼滤波的无速度传感器无刷双馈感应电机直接转矩控制策略。通过对三相无刷双馈感应电机在转子速度坐标系下的数学模型进行分析,推导出系统的状态方程和观测方程,实现基于扩展卡尔曼滤波算法的转子速度和功率及控制绕组磁链的估计。根据磁链的估计值计算出电磁转矩,并通过对控制绕组磁链进行定向和逆变器开关状态的判定实现无刷双馈感应电机的转矩控制。仿真结果表明,在速度给定阶跃变化、负载突变的情况下,所提控制策略均能实现对转速和磁链的精确估计,系统运行稳定。     

无速度传感器转子电流定向双馈电机的矢量控制调速系统

本文提出了一种转子电流定向的双馈电机矢量调速系统，采用转子电流进行速度辩识，克服了传统方法中用磁链辩识速度在同步附近存在死区的问题，文中介绍了该系统的基本原理及组成，并在最后给出了系统仿真和实验的结果。     

内埋式永磁同步电机永磁磁链的在线辨识

在无速度传感器工作条件下,为了实现永磁同步电机转子位置和转速的精确控制,需要对电机参数进行在线辨识。本文研究了无速度传感器控制条件下,内埋式永磁同步电机永磁磁链的辨识。该调速系统采用转子磁链定向的矢量控制作为基本的控制策略,利用模型参考自适应系统对转子位置和转速进行估算,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电机永磁磁链辨识方法。本文基于上述研究,实现了无速度传感器控制条件下,内埋式永磁同步电机永磁磁链的在线辨识,采用上述方法能够很好地避免由于电机的低阶状态方程而引起的辨识问题。仿真和实验结果证明了该辨识方法的可行性与有效性,而且在模型参考自适应中采用辨识得到的磁链参数,能够大幅度降低转子位置的估算误差。     

新型开绕组双馈电机调速系统研究

针对传统双馈电机控制系统硬件复杂、维护困难等问题,提出一种新型的开绕组双馈电机调速系统。分析开绕组双馈电机的结构特点及功率流向,并研究了磁链变化及磁链保持恒定两种情况下的系统电压、电流和功率的关系。分别设计在不同转速条件下维持定子磁链恒定的开绕组双馈电机定子侧变换器和转子侧变换器的控制策略。建立了开绕组双馈电机的矢量控制系统的仿真模型,并给出了各情况下的双馈电机调速系统的仿真结果。采用基于DSP的数字实验平台,通过实验验证了控制系统的实用性,为开绕组双馈电机应用于实际工程奠定了良好的理论和实验基础。     

同步坐标下无刷双馈电机自抗扰控制

无刷双馈电机采用传统非线性比例积分微分控制器控制时,其速度和负载转矩动态响应性能不佳,自抗扰控制策略可加以改善。基于此,根据无刷双馈电机同步速旋转坐标系下的电压、磁链和转矩方程,采用模型参考自适应方法观测转子磁链在控制绕组中的分量;设计4个自抗扰控制器分别控制无刷双馈电机的控制绕组磁链、转速和定子电流,应用扩张状态观测器估算出系统的状态变量及其广义导数,实现电机的精确解耦。在MATLAB/Simulink环境下建立系统仿真模型并进行仿真分析,仿真结果表明,自抗扰控制策略可快速跟踪给定转速,受系统参数变化的影响较小,提高了系统的稳定性和鲁棒性。     

无刷双馈风力发电机的无速度传感器矢量控制技术

为克服在无刷双馈发电机(BDFG)矢量控制系统中安装速度传感器给控制稳定性和精度带来的不良影响,提出了基于定子功率侧磁链观测的模型参考自适应转速辨识控制策略.该策略是对BDFG功率侧的定子磁链进行观测得到参考模型,再设计可调模型,利用调节两模型间的误差来估计转速.建立了MATLAB/Simulink环境下控制系统的仿真模型,仿真研究结果表明,所提出的速度自适应观测器可实现在静态和动态情况下电机速度的精确辨识和有功与无功的解耦控制,并在小功率的无刷双馈发电机平台上进行了实验,结果验证了控制方案的有效性和可行性.     

基于扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电机转速估计方法研究

研究了利用扩展卡尔曼滤波器(extended kalman filter, EKF)对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)矢量控制系统进行参数精确估计的方法。通过引入定子电流和电压,在线估计电机的定子磁链、电机转速和转子位置,进而实现永磁同步电机的无传感器控制。仿真结果表明EKF准确地观测了电机转速和磁链,所构建的无速度传感器矢量控制系统具有良好的控制性能。     

具有参数辨识的永磁同步电机无位置传感器控制

转子磁极位置估计的准确性决定永磁同步电机无位置传感器控制系统的性能,为了实现转子位置和转速的精确控制,需要对电机参数进行在线辨识。根据实际冰箱制冷系统需求,采用模型参考自适应系统构建无位置传感器矢量控制方案,在仿真研究电机参数变化对位置估算影响的基础上,提出了一种具有参数辨识的内埋式永磁同步电机无位置传感器控制方案。利用电机的电流模型,运用扩展卡尔曼滤波器对转子磁链和交轴电感同时进行在线辨识,并将辨识出的参数用于更新无位置传感器矢量控制算法中的电机模型。仿真和实验结果表明,参数辨识算法可以有效地辨识出实际的转子磁链和交轴电感,具有参数辨识的无位置传感器矢量控制方案可行有效,在压缩机厂商提供的电机参数存在一定误差的情况下可以保证冰箱制冷系统的性能。     

电动汽车用永磁同步电机模型预测MRAS无速度传感器控制

针对电动汽车机械式传感器在复杂工作环境下易失效的问题,将基于模型参考自适应(MRAS)的无速度传感器技术应用于电动汽车中。针对传统MRAS无速度传感器控制存在的转子位置估计相位延迟较大、转速估计误差较大等问题,将模型预测控制算法应用到MRAS中。参考模型选用永磁同步电机(PMSM)电流磁链方程,可调模型选取电压磁链方程,代价函数是磁链的差值,待估计参数选择转子位置。与传统MRAS无速度传感器控制算法相比,转速、转子位置估计结果更加精确,估计误差较小,动态性能和稳态性能优良。通过仿真和试验验证了算法的可行性和有效性。     

双馈风力发电系统无速度传感器控制

变速恒频风电系统中,速度传感器的使用降低了双馈发电系统的可靠性.提出了一种基于坐标变换方式的双馈电机无速度传感器控制策略,利用电流、电压估算转子磁场的位置.为了验证该方法的正确性,使用DSP控制芯片构建了双馈风力发电实验系统,该系统无需增加额外的设备,算法简单易行,实验结果表明所提出的控制方法能够准确观测转子角度.     

基于PSO理论的PMSM无位置传感器低速控制系统研究

针对表贴式永磁同步电机在无位置控制系统中各种强耦合因素进行解耦分析,提出了永磁同步电机无位置传感器低速控制的一种新途径。通过搭建永磁同步电机的高频注入模型,优化了系统的拓扑结构。采用非线性状态观测器代替传统的观测器,提升了系统的估算精度和实时性。在参数整定方面,将粒子群算法引入控制系统,实现对于系统调节参数的动态整定,使系统可以适应多种复杂工况。并在硬件平台上验证基于无位置传感器的永磁同步电机低速控制系统整体功能,通过对于电机起动特性以及带载、转速跌落特性的整体验证。研究结果表明：基于PSO(粒子群优化算法)理论的永磁同步电机低速控制系统可以按照预定速度平稳运行,并且具有良好的抗扰动性能,满足实际应用中的控制需求。     

Position sensorless control of interior permanent magnet synchronous motor using extended electromotive force

Driving a permanent magnet synchronous motor (PMSM) requires the rotor position information to control the motor torque, and this is generally detected by mechanical position sensors such as an encoder or a resolver. However, these sensors increase the machine size and the cost of the drive, and reduce reliability of the system. Therefore, many papers about position sensorless drive method of PMSM have been published. This paper presents a position sensorless control of interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM). A mathematical model of IPMSM using the extended electromotive force (EMF) in the rotating reference frame is utilized to estimate the rotor speed and position. This model has a simple structure integrating position information into the extended EMF term. Therefore, the sensorless control based on the mathematical motor model can be implemented simply. The estimation method proposed is based on the principle that the error of the current is proportional to that of extended EMF. This method was carried out using a 6‐pole, 400‐W, 1750 r/min test motor system. It was found that sensorless speed control was achieved from 80 r/min to 1800 r/min under 0 to 100%loads. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 161(3): 41–48, 2007; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20406     

基于MRAS和磁链补偿的无速度传感器永磁直线同步电机直接推力控制

永磁直线同步电机(PMLSM)直接推力控制系统中的传统机械传感器在恶劣工况下难以准确获取控制系统反馈信息。将模型参考自适应算法应用到PMLSM,设计了基于模型参考自适应系统(MRAS)的无速度传感器直接推力控制系统,依据辨识得到的磁链位置重新构建了一种磁链观测器,对磁链进行补偿,减小了直接推力控制推力响应的波动。通过仿真,证明了基于MRAS和磁链补偿的无速度传感器PMLSM直接推力控制系统能够准确地辨识初级的速度和位置信息,得到了较好的动静态性能。     

异步电机无速度传感器矢量控制系统的研究

为了实时辨识电动机的转子转速,提出利用在异步电机端测量得到的电压和电流来估算电机转速,以实现无速度传感器矢量控制的模型参考自适应方法.在MATLAB/Simulink中,建立了一个基于该方法的无速度传感器矢量控制系统,并进行了仿真实验,仿真结果表明该系统具有良好的动静态特性和稳定性.     

基于滑模观测器的PMSM无速度传感器研究

为解决传统机械传感器应用存在的诸多缺陷,针对永磁同步电机矢量控制系统,采用一种滑模观测器的无速度控制方法.该方法是通过测量永磁同步电机定子侧电流和端电压来计算出转子的实际位置,系统成本低、可靠性较高.根据滑模观测器原理,建立了基于滑模观测器的PMSM无速度传感器控制的系统模型.同时利用Matlab仿真工具建立无位置传感器的永磁同步电机仿真平台,仿真结果验证了滑模观测器法的有效性.