异步电动机直接转矩控制转矩脉动最小化方法研究

在传统的异步电动机直接转矩控制中,低速运行时定子电流的低次谐波成分比较大,这导致电机在低速时存在较大的转矩脉动问题,针对此问题本文提出一种新的控制方法.在传统直接转矩控制的基础上,推导出异步电动机全速度磁链观测数学模型.为进一步提高转矩响应速度和减小转矩脉动,又在全速度磁链模型的基础上引入了模糊逻辑思想,提出了全速度模糊模型直接转矩控制.该模型把磁链相位角、磁链误差和转矩误差作为模糊变量,并对其进行合理的模糊分级,来优化电压空间矢量的选择.实验结果表明该方法不仅能够提高转矩响应速度,而且能够有效地解决转矩脉动问题,在全速度范围内具有较好的动静态性能.     

基于滚动优化的异步电机预测直接转矩控制

针对传统鼠笼式异步电机直接转矩控制存在转矩波动大的问题,提出一种基于滚动优化的新型直接转矩预测控制算法。通过转子磁链近似预测转矩和磁链,经滚动优化评估目标函数来选取最优的电压矢量从而达到最佳控制。同时在电压型磁链观测器中引入补偿电压,提高了电机在启动和低速时磁链观测的准确度。实验结果表明,该控制算法可有效减小转矩脉动,提高动态性能。     

无刷直流电机的磁链自控直接转矩控制

结合无刷直流电机的特点,在分析传统脉宽调制电流控制的基础上,针对现有直接转矩控制中磁链估算和给定困难等问题,提出无刷直流电机的磁链自控直接转矩控制方案。该方案采用转矩滞环单环控制,根据转矩环输出和磁极位置决定施加的电压矢量,以实现磁链的自控制,省掉了磁链闭环,简化了系统。同时,系统能够有效地抑制非理想反电势和低速时电流换相引起的转矩波动。为准确估算电机转矩,在两相静止坐标系下采用滑模观测器观测电机反电势,进而计算转矩。仿真和实验结果表明,磁链自控直接转矩控制系统具有良好的转矩动态响应和稳态性能。     

永磁同步电机直接转矩控制系统转矩调节新方法

从开关频率优化和电压空间矢量合理选择2个方面提出了1种新的转矩调节方法。通过逆变器开关频率PI调节得到转矩滞环比较器的滞环宽度值,在充分利用功率器件开关频率的同时,不仅克服了圆形磁链轨迹对功率器件高开关频率要求的缺陷,而且克服了在转速变化过程中采用固定滞环宽度值带来的功率器件开关频率波动范围大且低速转矩调节性能下降的缺陷。针对零电压空间矢量的特点,为降低系统低速稳态运行时的转矩脉动且保证瞬态运行时转矩的快速响应,提出了在低速稳态运行时选用零电压空间矢量减小转矩、在低速瞬态运行时选用有效电压空间矢量来减小转矩的转矩调节方法。该方法在保证系统响应速度的同时减小了系统平均转矩脉动。实验结果表明新的转矩调节方法不仅能充分利用功率器件的开关频率,而且在低速时由于开关频率的提高反而获得了相对圆形磁链轨迹更小的转矩脉动。     

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.     

异步电动机直接转矩控制低速性能改善研究

针对传统直接转矩控制低速运行时定子电流畸变、转矩脉动大的特点,推导了磁链和转矩控制公式,研究了十二扇区细分优化控制方法.并依据理论和Matlab仿真实验,比较了六扇区和十二扇区直接转矩控制定子磁链和电磁转矩性能,仿真结果证明了低速时十二扇区控制方法有更好的表现。     

一种新型的改善直接转矩控制低速性能的磁链观测方法

直接转矩控制是继矢量控制后的一种新型的控制方法,而此方法的调速性能取决于高效稳定的定子磁链.由于定子电阻压降的存在使得电机运行在低速区时难以控制.因此,提出了一种新型的改善直接转矩控制系统低速性能的磁链观测方法.该方法采用低通滤波器代替纯积分环节,并提出对磁链幅值进行闭环反馈补偿和用模糊控制器补偿引入低通滤波器造成的磁链角的误差.仿真结果表明,采用此控制方法,直接转矩控制系统的低速性能有十分明显的提高,仿真结果证实了该方法的有效性.     

直接转矩控制系统中减小转矩脉动方案的比较

采用离散空间矢量调制(DSVM)和转矩预测技术减小感应电机直接转矩控制系统(DTC)低速时的转矩脉动,为了系统实现时编程简单,对DSVM的开关表进行了优化,将每个采样周期分为3个相等的时间段,每个时间段中作用一个电压矢量,采用单一非零电压矢量与零电压矢量的组合来代替非零电压矢量与非零电压矢量的组合,简化了开关表,降低了开关频率,保证了低速时的带载能力.在此基础上将DSVM与转矩预测进行了实验对比.实验结果表明:与转矩预测相比,开关表优化后的DSVM在减小低速时的转矩脉动,改善电流和磁链波形方面取得了更好的控制效果,且保持了转矩动态响应快的优点.     

基于转矩观测的分时换相策略的无刷直流电机直接转矩控制

直接转矩控制(DTC)理论应用于无刷直流电机转矩波动抑制方面已有了一些研究成果,但与实际工程应用仍有一定的差距。其中一个原因是二二相导通方式无刷直流电机带来的关断相使其磁链的轨迹复杂,导致磁链观察和给定环节困难。结合最佳分时换相策略和DTC的优点,用分时换相策略代替磁链观察环节,同时将直接转矩中的转矩观察用于分时换相时刻的确定,设计出一种结构简单,实用性强的无刷直流电机控制系统。仿真试验结果表明,该系统在电机高速或低速运行时都能达到良好的转矩波动抑制效果。     

异步电动机复合滑模直接转矩控制方法研究

针对传统直接转矩控制系统低速时电机转矩和转速波动大的不足,设计了复合滑模直接转矩控制器,该控制器由一积分切换的自适应滑模控制器并联积分环节构成.在Matlab/Simulink下分别建立了传统直接转矩圆形磁链轨迹控制模型和复合滑模直接转矩控制模型.仿真结果验证,与使用传统直接转矩控制算法相比较,该方法能提高系统鲁棒性,在相同仿真条件下转矩和转速的波动明显减小,从而证明了该方法的可行性.     

直接转矩控制系统的自适应模糊控制方法的研究

针对基于直接转矩控制的异步电动机在低速运转时存在较大的转矩脉动和磁链脉动的问题,提出一种新的控制方法。方法在传统直接转矩控制的基础上,对异步电动机的转矩和磁链引入自适应模糊控制策略,使其脉动达到最小。实验结果表明该方法能够有效地解决转矩脉动和磁链脉动问题。     

直接转矩控制系统的自适应模糊控制方法的研究

针对基于直接转矩控制的异步电动机在低速运转时存在较大的转矩脉动和磁链脉动的问题，提出一种新的控制方法。方法在传统直接转矩控制的基础上，对异步电动机的转矩和磁链引入自适应模糊控制策略，使其脉动达到最小。实验结果表明该方法能够有效地解决转矩脉动和磁链脉动问题。     

一种改进的离散空间矢量调制方法

针对异步电动机直接转矩控制(DTC)系统在低速时存在转矩脉动等缺点,提出了一种改进离散空间矢量调制的方法,仿真结果表明,该控制方法能有效地减小转矩脉动,改善定子磁链和电流的波形,改善电机的低速性能。     

直接转矩控制的感应电机转矩和磁链加权最优控制

本文针对直接转矩控制系统存在较大的转矩脉动问题,提出一种新的控制方法。该方法在传统直接转矩控制的基础上,引入一个磁链脉动和转矩脉动加权最优评价指标函数,使感应电机的磁链脉动和转矩脉动最小,从而提高系统的性能。仿真表明:该方案能有效地解决磁链和转矩的脉动问题。     

异步电动机低转矩脉动直接转矩控制研究

针对异步电动机直接转矩控制中存在的转矩脉动问题,提出了一种基于多扇区的转矩脉动抑制策略.通过减小磁通在旋转过程中的空间角度,使磁通与电压矢量间的夹角趋向于连续,从而降低电压矢量步进式切换造成的脉振转矩,同时提取电压空间中的主矢量,以对称地改变定子磁通幅值并消除电流畸变引起的转矩脉动.仿真结果表明,该方案能有效降低异步电动机低速运行时的转矩脉动,提高直接转矩控制系统的响应特性.     

改进型滞环控制器感应电动机直接转矩控制研究

针对传统直接转矩控制(DTC)存在的低速转矩波动大的情况,该文通过分析转矩变化规律,研究不同电压矢量对转矩变化所产生的影响,提出了一种新型磁链和转矩的双层滞环方案。该方案简单,易于实现。仿真结果表明,采用该方案能在不降低系统动态性能的情况下,拓展系统的低速运行范围,降低了转矩波动,同时提高了电机的低速转矩。     

基于预测控制的异步电机直接转矩控制性能的改善

分析了传统直接转矩控制中造成转矩脉动的原因,提出了一种预测控制算法以改善直接转矩控制性能的方法.在每个采样时刻,根据采样值求出一个能正确补偿当前定子磁链偏差和转矩偏差的定子电压矢量,在下个控制周期内作用于定子绕组,使再下一个控制周期到来时偏差刚好被消除.该电压矢量采用SVPWM进行合成并转化成相应的PWM开关信号,并且使用了一种定子磁链混合模型的磁链观测器以改善低速性能.仿真结果验证了该算法的有效性,明显抑制了转矩和磁链的脉动.     

减小感应电动机直接转矩控制系统矩脉动的方法

针对基于直接转矩控制的感应电动机在低速运转时较大的转知脉动问题,提出一种新的控制方法。该方法是在利用传统直接转矩控制原理的基础上,引入一个转矩脉动量小化控制器,以减小感应电动机的转矩脉动。仿真试验说明了该方法能够很好解决转矩脉动问题。     

采用定子电阻辨识和无速度传感器的异步电机直接转矩控制模糊系统

为解决异步电动机直接转矩控制(direct torque control,DTC)中低速运行时定子电阻变化对系统性能影响较大的问题,提出了一种基于定子电阻辨识和无速度传感器的异步电机直接转矩控制模糊系统。其中定子电阻采用模糊神经网络进行辨识;电机转速采用基于转子磁链的模型参考自适应系统(model reference adaptive sys-tem,MRAS)法进行估计;同时采用三输入单输出的模糊控制器调节脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)信号占空比的异步电动机直接转矩控制的策略,三输入变量为转矩误差、磁链幅值误差和磁通角。此策略即在传统异步电动机直接转矩控制的基础上,用模糊控制器代替传统DTC中的滞环比较器和空间电压矢量状态选择器来细分控制规则,最后控制逆变器的开关,以减小低速时转矩和磁链脉动,提高系统转矩响应速度。仿真结果表明该系统可减小转矩和磁链脉动,提高系统的鲁棒性和自适应性,改善系统的动、静态品质。     

直接转矩控制磁链低频脉动分析及抑制

本文用计算机仿真的方法,详细分析了直接转矩控制系统低频脉动的产生原因,解析了电机温升引起的定子电阻变化对定子磁链的估计精度的影响,提出用改进型磁链观测器替代传统的积分观测器;同时针对低频时逆变器开关频率过低导致转矩脉动增加的问题,细化磁链位置判别,降低传统的直接转矩控制系统的低频磁链脉动,使控制系统有更高的响应速度和更强的鲁棒性.并用Matlab/Simulink软件建立了该直接转矩系统的仿真模型,仿真结果表明了改进方案的有效性.