基于合成矢量的双级矩阵变换器驱动感应电机电流控制策略

将双级矩阵变换器(two-stage matrix converter,TSMC)作为感应电机的驱动装置,针对传统矢量控制中感应电机参数变化造成控制系统解耦不充分的问题,提出了基于合成矢量的TSMC驱动感应电机电流控制策略。对TSMC与感应电机合成矢量的数学模型进行推导和合理的简化。利用合成矢量根轨迹法设计出一种基于复数比例–积分控制器的电流闭环控制系统,解决了随着系统频率增加控制系统控制性能大大下降的问题,并降低了常规解耦控制系统对电机参数的依赖性。仿真结果表明:TSMC能提供满足感应电机调速要求的高质量输出电压和电流,所提出的控制策略能有效改善控制系统的动态和稳态性能。     

基于矩阵变换器双馈风力发电系统矢量解耦控制

本文结合矩阵变换器、双馈感应电机(DFIG)风力发电系统的优点,导出了双馈电机风力发电系统在同步旋转dq坐标轴下的矢量控制数学模型;针对常规矢量控制中存在电流耦合情况,设计一种新型、简易的电流前馈解耦控制方案.在此基础上,建立基于矩阵变换器交流励磁磁场定向电流解耦矢量控制策略.MATLAB仿真结果表明,当有功、无功功率变化时,电流解耦控制具有良好动态性能.本文设计了11kW风力发电试验装置并进行离、并网实验,当双馈电机处于亚同步、超同步状态时,双馈电机定子电压和频率均能保持稳定,实现变速恒频运行.实验结果表明,基于矩阵变换器交流励磁双馈风力发电系统是可行的,并具有一定的实用价值.     

基于间接矩阵变换器的感应电机矢量控制的研究

介绍了一种拓扑结构与众不同的矩阵变换器--间接式矩阵变换器,并将其应用于感应电机矢量控制系统.在详细介绍间接式矩阵变换器的工作原理、控制策略及换流方法的基础上,将间接式矩阵变换器与感应电机矢量控制理论相结合,提出一种新颖的感应电机矢量控制系统.该系统在实现对电机矢量控制的同时,能够实现能量的双向传递,减少电网的谐波污染,同时又可以使电网侧的双向开关在零电流时动作,无需采用四步换流策略,由此降低了控制过程的复杂性.最后,利用Matlab软件对所提系统进行仿真,仿真结果验证了该系统的可行性.     

无刷双馈电机的一种矢量解耦控制

无刷双馈电机(BDFM)调速系统可以大大降低调速装置的容量,在大功率调速系统中有着广阔的应用前景,但由于缺乏有效的控制策略,阻碍了其应用和推广,因此迫切需要新型的控制策略来改善其性能,以扩大其应用范围。在同步参考系的矢量解耦数学模型基础上,利用同步角和转矩的关系,提出了一种简单实用的矢量解耦控制,采用这种控制方法,使BDFM的矢量控制变得与普通感应电机的矢量控制一样简单,能用于调速性能要求较高的调速系统。     

矩阵变换器电机系统控制策略

针对矩阵变换器进入工业应用尚且存在的问题,提出了矩阵变换器电机系统概念。结合矩阵变换器控制方式和电机调速方式,研究了矩阵变换器电机系统控制策略,分析了矩阵变换器电机系统矢量控制和直接转矩控制。研究表明:通过选择适当的控制策略,矩阵变换器电机系统有望成为未来电气传动的主流技术。     

矩阵变换器电机系统控制策略

针对矩阵变换器进入工业应用尚且存在的问题,提出了矩阵变换器电机系统概念。结合矩阵变换器控制方式和电机调速方式,研究了矩阵变换器电机系统控制策略,分析了矩阵变换器电机系统矢量控制和直接转矩控制。研究表明：通过选择适当的控制策略,矩阵变换器电机系统有望成为未来电气传动的主流技术。     

绕线式异步电机双馈调速系统控制分析

将SVPWM控制技术应用到双馈电机调速控制系统,转子回路采用双PWM变换器控制,实现了绕线异步电机功率因数高、谐波污染小等高性能的调速指标。首先推导了网侧PWM变换器的数学模型,设计出基于电网电压定向的电压、电流双闭环控制策略;其次推导了绕线异步电机双馈运行时的数学模型,提出了基于定子电压定向的转速、电流双闭环转子侧PWM变换器的控制策略;最后搭建了基于英飞凌XC2785X的双馈调速系统实验平台,实验结果验证了控制策略的可行性和有效性。     

基于双环控制的双馈风力发电机组控制策略

在分析了双馈风力发电机组运行特性的基础上,提出一种基于双环控制的变换器控制策略。在转子侧,变换器采用定子磁链定向矢量控制技术,推导出了用转子有功电流和无功电流独立解耦控制有功功率和无功功率的策略,并实现了风能的最大跟踪;在电网侧,变换器采用电网电压定向矢量控制技术,构建了电流内环、电压外环的双闭环PI控制系统。利用PSCAD/EMTDC软件,构建了双馈风力发电机组仿真模型。仿真结果验证了所提控制策略的有效性和合理性     

T型三电平逆变器馈电双三相PMSM直接转矩控制

提出了一种T型三电平逆变器馈电双三相PMSM驱动系统直接转矩控制(DTC)策略。该系统既具有多相电机转矩脉动小、电流应力小和故障容错能力强的优点,也继承了T型三电平电机驱动谐波性能好、可靠性高的特点。该文所提出的基于双空间矢量调制(SVM)技术的直接转矩控制策略保留了DTC快速动态响应特性。与基于空间矢量解耦(VSD)的SVM技术相比,双SVM技术避免了复杂的矢量合成过程,并具有良好的谐波控制效果。所提出的控制策略还设计了谐波电流闭环控制器,能够有效抑制由绕组不对称、反电动势谐波、死区等非线性因素引起的低次谐波电流。通过实验验证了所提出的T型三电平逆变器馈电双三相PMSM驱动系统DTC策略的有效性。     

矩阵变换器交流励磁系统控制策略研究

矩阵变换器是一种新型的交交变换器,相对于传统的交直交变频器,它具有输入功率因数可控,无需直流储能元件,结构紧凑,体积小等优点.本文将矩阵变换器用于双馈型风力发电机励磁系统,提出了双馈电机并网和发电运行时矩阵变换器交流励磁系统的控制策略,该策略是将矩阵变换器的间接空间矢量控制,与基于定子电压定向矢量控制策略相结合,从而实...     

永磁同步电机变频调速系统的内模控制

永磁同步电机是典型的非线性多变量强耦合系统,在同步旋转坐标系下dq轴电流存在耦合,传统的PI控制器无法实现解耦,提出一种基于内模控制原理和空间矢量算法相结合的高性能永磁同步电机解耦控制方法,用内模控制策略控制理想电机模型,对定子电流交叉耦合电势动态解耦,提高系统的动态响应性能,同时在整个电流闭环过程中对参数摄动和外扰动具有良好的鲁棒性,这种方法不需要额外的电机参数和检测硬件,实验结果验证了方法有效可行。     

High Performance Control of Matrix Converter Fed Induction Motor Drive System

I Introduction Matrix converter(MC)is a modern energyconversion device that has been developed over the lastthree decades[1~5].Matrix converter fed motor drive issuperiorto pulse width modulation(PWM)inverter drivessince it provides bi-directional power f…     

基于矩阵变换器的异步电机直接转矩控制

在最近几年,矩阵变换器受到广泛的关注,但主要集中在矩阵变换器本身的研究.提出了一种适用于矩阵变换器供电的异步电动机调速系统的组合控制策略,同时实现了矩阵式变换器的空间矢量调制和异步电动机的定子磁场定向直接转矩控制.该控制策略将矩阵式变换器的良好性能和直接转矩控制的优点结合起来,实现了异步电动机的高性能控制,提高交流调速性能并满足节能要求.仿真结果表明:使用该控制策略的调速系统在加减速运行和负载转矩变化等场合均具有良好的动态性能.     

定子磁场定向无速度传感器异步电机控制系统研究

提出一种改进的MRAS(模型参考自适应)磁链转速观测器,同时辨识了定子磁链和转子转速,并在此基础上实现了定子电阻的在线调整和定子电阻压降的补偿。在异步电机按定子磁场定向控制中,采用定子电阻压降补偿和电流转矩分量的闭环控制,实现了定子磁链的控制,系统具有较好的鲁棒性。     

矩阵变换器的异步电机直接转矩控制

研究了一种适用于矩阵变换器供电的异步电机调速系统组合控制策略.同时实现了矩阵变换器的空间矢量调制和异步电机的定子磁场定向直接转矩控制(DTC).通过Matlab软件仿真和电力电子实验平台上的试验结果表明,采用这一控制策略的调速系统具有良好的静、动态性能,并且保持了单位功率因数.     

Synchronous Control of a Static AC Induction Motor Drive

Conventional methods of controlling an induction motor utilize regulation of stator current and motor slip frequency in order to maintain system stability. This control strategy requires a shaft speed feedback and fast-response current regulation. An alternative method of controlling an induction motor is presented which achieves the necessary system stabilization by controlling only the motor frequency. The control inherently regulates the motor torque angle by properly adjusting the phase of the converter firing signals. By synchronizing the inverter firing pulses to the motor back electromotive force (EMF) possible adverse inverter operating modes are avoided. The concept of synchronous control eliminates the preprogrammed functional relations previously required and allows the control to adapt to any desired motor flux level. Any desired outer regulating loop can be incorporated to form a fast-response wide-range ac drive system.     

一种改进的模型参考自适应定子磁链观测器

分析了几种常用磁链观测方法,提出一种改进的MRAS(模型参考自适应)磁链转速观测器,同时辨识了定子磁链和转子转速。在异步电机按定子磁场定向控制系统中,采用定子电阻压降补偿和电流转矩分量的闭环控制,实现了定子磁链的控制,系统具有较好的鲁棒性。     

三相电压型PWM整流器的内模解耦控制

通过静止坐标变换和旋转坐标变换,得到了简化的、有利于控制系统设计的三相电压型PWM整流器的数学模型.当模型不准确或系统参数与模型参数不完全匹配时,基于旋转坐标变换的矢量控制仍然存在解耦控制失败的可能,影响系统的控制性能.为实现可靠、安全的解耦控制,基于感应电动机定子电流解耦控制思想,提出了三相电压型PWM整流器电流内模解耦控制策略,给出了内模解耦控制器的设计及实现方案,并进行了仿真和模拟实验.实验结果令人满意.     

Digital field-oriented control for dual three-phase induction motor drives

A direct rotor-field-oriented control of a dual-three phase induction motor drive is described in this paper. The induction machine has two sets of stator three-phase windings spatially shifted by 30 electrical degrees. The stator windings are fed by a current-controlled pulsewidth-modulation (PWM) six-phase voltage-source inverter. Three key issues are discussed: (1) the machine dynamic model is based on the vector space decomposition theory; (2) the PWM strategy uses the double zero-sequence injection modulation technique which gives good results with low computational and hardware requirements; and (3) to eliminate the inherent asymmetries of the drive power section, a new current control scheme is proposed. Experimental results are presented for a 10-kW dual three-phase induction motor drive prototype.