考虑三次谐波转矩的双五相永磁同步电机串联系统直接转矩控制研究

针对反电动势非正弦的2台五相永磁同步电机串联驱动系统提出一种3次谐波转矩补偿型直接转矩控制策略。首先通过坐标变换建立了考虑3谐波转矩的双五相PMSM串联系统的数学模型,基于电压矢量对转矩的控制关系,分别在2个子空间计算定子磁链增量的期望值;然后根据2台电机定子电压方程,计算出2个平面内电压矢量参考值,并提出一种占空比调制型空间矢量调制算法;最后,通过仿真与实验验证了所提控制算法的可行性。     

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。     

一种新颖的多相SVPWM

在采用电压型逆变器供电的多相电机驱动系统中,由于电机在广义零序子空间中的阻抗很小,采用传统SVPWM将会导致较大的定子电流谐波.本文提出了一种新颖的多相SVPWM,它不仅在d-q子空间中合成给定电压矢量满足转矩控制的要求;同时使广义零序子空间中合成电压矢量为零,有效抑制了电流谐波.以五相永磁同步电机驱动系统为例子,仿真和试验结果验证了方法的有效性.     

基于CPLD和单片机的五相步进电机恒流驱动系统设计

步进电机的运行性能与步进电机的驱动器的优劣密切相关,在研究各种驱动技术的基础上,设计了一个五相步进电机斩波恒流驱动系统,通过单片机使系统以简单的电路实现了对电机绕组电流的数字闭环控制,通过复杂可编程逻辑器件（CPLD）实现了五相步进电机的环形分配。介绍了各部分功能模块的功能,叙述了硬件设计和软件实现。该方案具有体积小、成本低和实用性强等优点,具有较高的工程应用价值。实践证明该方案可以有效地提高五相步进电机系统的运行效果。     

Sensorless Vector Control of Five-phase Induction Motor under Open-phases Fault

Abstract—This article deals with proposed solutions for five-phase induction motor drives, specifically aimed to sensorless vector control under an open-phases fault. Exploiting the modified transformation matrices for dual planes, the motor model in the synchronous frame is established under open phases. Torque ripple is reduced by particular magnitude ratio currents. Furthermore, the third harmonic current is used to improve iron utilization and torque density. The proposed sliding-mode observer method for wide-range speed estimation combined with online resistance identification is investigated, especially for low-speed operation. Experimental tests are performed to validate the effectiveness of the proposed method.     

考虑开路运行模式时的五相永磁同步电机FOC

五相永磁同步电机在开路故障下,由于缺乏有效的空间解耦模型,常采用滞环电流控制。针对滞环电流控制难以应用于大功率场合的问题,提出了一种五相电机矢量控制,即正常模式、单相开路、两相开路(包括相邻和不相邻两相开路)模式下的转子磁场定向控制(FOC)。所提FOC基于维持基波定子磁动势和定子永磁体磁链圆形旋转的原则,给出了适用于各种运行模式下的Clarke和Park变换矩阵以及空间解耦模型。这些解耦模型具有相似的电压方程和转矩方程形式,因此矢量控制可以得到统一。在五相电机驱动系统上验证了所提出的空间解耦模型及FOC方法的有效性和可行性。     

基于双同步旋转坐标系的五相永磁同步电动机三次谐波电流抑制方法

针对五相电压源逆变器的死区效应及五相永磁同步电动机转子磁场非正弦造成的3次谐波电流,提出了一种基于双同步旋转坐标系的抑制算法.研究了五相电压源逆变器死区效应的作用机理,将死区时间造成的误差电压脉冲序列等效为低频谐波电压.运用扩展对称分量法,得到了五相永磁同步电动机的解耦数学模型.死区效应形成的3次谐波电压以及转子3次谐波磁势作用在阻抗较小的3次谐波子空间会引起很大的3次谐波电流,在3次谐波同步旋转坐标系下增加一对谐波电流控制器以抑制3次谐波电流.在FPGA中实现了所提出的双同步坐标系控制算法,实验结果表明,所提算法可以有效地抑制五相电压源逆变器死区效应以及转子磁势非正弦引起的3次谐波电流.     

五相内置式永磁同步电机硬件在环实时仿真平台的实现

针对车用五相永磁电机构建了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的硬件在环(HIL)实时仿真平台.在FPGA中建立采用定点与单精度浮点相结合的电机驱动系统数学模型,构建半实物电机系统;将其与dSPACE控制器连接,组成HIL实时仿真平台.将实时仿真结果与MATLAB/Simulink离线仿真对比,对比结果说明HIL平台不仅能实现对控制器硬件与软件的在线实时测试,而且在仿真精度上更加逼近车用电机的实际工况.     

五相双绕组感应发电机励磁控制系统硬件设计与实现

本文研究了一种五相双绕组感应发电机励磁控制系统的硬件设计与实现方法。该发电机的转子为笼型,其定子上有两套五相绕组:一套是控制绕组,接有励磁变换器;另一套是功率绕组,经整流输出直流电能。励磁变换器由以绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块为基础的主电路、驱动电路、数学信号处理电路、采样调理电路、保护电路等部分组成。励磁控制器向发电机提供所需的可变励磁无功,控制发电机励磁,从而实现对输出电压的控制。     

基于广义Park变换的五相逆变器双闭环 PI 控制策略

多相逆变系统因其效率高和容错性好而引起相关学者的密切关注,尤其是在电机驱动、发电、电能传输以及多相电源领域得到了深入研究。目前,多相逆变系统的应用技术还未完全成熟,特别是在不同应用场景下其控制方案设计。本文以五相LCL型电压源逆变器(VSI)为设计对象,利用多相坐标变换理论获取五相Park变换及其反变换矩阵,并基于此提出以负载侧电流和滤波电容支路电流为反馈的双闭环控制策略。同时,设计一种系统校正的控制器参数设计方法,以改善系统稳态性能。最后,以PLECS为仿真平台,对所设计的五相逆变系统稳态性能及其输出电能质量进行分析,仿真结果验证了本方案的可行性。