基于固定合成矢量的高性能三电平异步电机直接转矩控制系统研究

针对具有中点电位平衡功能的电平异步电机直接转矩控制（DTC）方法会引起较大的定子磁链和转矩脉动的缺点,改进固定合成矢量的合成方式,提出了适用于高性能三电平异步DTC系统的“24矢量”法和“24矢量＋变调制比”法。从磁链、转矩控制性能的角度出发,分析了它对电机性能改善的贡献。这两种方法物理概念清晰、结构简单、易于实现,且保留了原同定合成矢量方法的优点。实验结果证明了控制方法的可行性。     

无速度传感器三电平逆变器异步电动机直接转矩控制系统(II)——基于全阶定子磁链观测器的参数和速度辨识

在固定合成矢量的控制算法基础上,提出了一种基于定子磁链的自适应全阶观测器的三电平逆变器供电异步电动机直接转矩控制(DTC)方法,在准确观测磁链的同时能够进行电动机定子电阻和转子转速辨识。实验结果证明本文提出的方法实现了三电平逆变器供电异步电动机高性能无速度传感器直接转矩控制系统运行。     

无速度传感器三电平逆变器异步电动机直接转矩控制系统(Ⅱ)--基于全阶定子磁链观测器的参数和速度辨识

在固定合成矢量的控制算法基础上,提出了一种基于定子磁链的自适应全阶观测器的三电平逆变器供电异步电动机直接转矩控制(DTC)方法,在准确观测磁链的同时能够进行电动机定子电阻和转子转速辨识.实验结果证明本文提出的方法实现了三电平逆变器供电异步电动机高性能无速度传感器直接转矩控制系统运行.     

感应电机DTC转矩与磁链模糊PI自校正控制

为克服传统感应电机直接转矩控制存在低速转矩脉动和开关频率不固定等问题,设计了基于转矩与磁链模糊PI自校正控制器以降低转矩脉动。该控制器根据转矩与磁链误差和误差变化率,实时在线调整控制参数,改善转矩与磁链控制性能。在此基础上提出12个细分电压矢量DTC空间矢量调制控制方案。该方案利用细分的12个电压空间矢量合成需要的任意电压空间控制矢量。仿真与实验结果表明:该系统获得转矩与磁链更精细的控制,降低了电机低速转矩脉动,提高DTC系统的自适应能力。     

基于固定矢量作用时间的新型直接转矩控制系统

永磁同步电动机传统直接转矩控制具有转矩脉动大、开关频率不恒定等缺点,在分析传统直接转矩控制中磁链和转矩脉动的基础上,利用固定矢量作用时间合成新矢量的新型直接转矩控制方法控制永磁同步电动机.该方法根据转矩和磁链误差来选择基本电压矢量对,根据磁链的位置和转矩误差的大小来确定所选择的基本电压矢量的作用时间,从而得到了新的合成电压矢量进行控制.仿真结果表明基于固定矢量作用时间的新型直接转矩控制方法能够有效减小传统直接转矩控制方法中的磁链和转矩脉动,同时不增加控制的复杂性,明显改善了系统的控制性能.     

一种改进的异步电机直接转矩控制方法

针对传统直接转矩控制(DTC)转矩脉动大、准确性差,及在考虑定子电阻压降时电压矢量区间选择不精确等问题,在研究定子电阻压降影响的基础上,重新划分电压矢量对定子磁链和电磁转矩作用的夹角范围,分析并指出传统DTC电压矢量选择表忽略了转矩增加的必要条件和磁链变化的临界条件,提出一种优化的十二区段控制方法及其电压矢量选择方法。通过仿真和实验验证了该控制方法的性能,与传统十二区段控制方法相比,该方法能保持高准确率,提高了转矩和转速响应,减小了转矩脉动。     

基于模糊逻辑细分矢量的感应电动机DTC控制

提出了一种基于模糊逻辑细分矢量的感应电动机DTC控制方案.该方案以减小转矩脉动和改善DTC系统转矩与磁链控制性能为目标,将定子磁链误差、转矩误差和磁链角度进行细分,引入模糊逻辑思想进行合理的模糊分级,再结合细分的十二空间电压矢量建立模糊开关选择表,以利于选择最优空间电压矢量,改善磁链、转矩的平稳性及转矩脉动.仿真和实验研究结果表明,模糊逻辑十二空间电压矢量的DTC控制比传统DTC系统转矩与磁链控制性能更优越.     

感应电机DTC模糊逻辑细分电压空间矢量控制

提出了一种基于模糊逻辑细分矢量的感应电机DTC控制方案。该方案以减小转矩脉动和改善DTC系统转矩与磁链控制性能为目标,将定子磁链误差、转矩误差和磁链角度进行细分,引入模糊逻辑思想进行合理的模糊分级,再结合细分的十二空间电压矢量建立模糊开关选择表,以利选择最优空间电压矢量,改善磁链、转矩的平稳性及转矩脉动。对该方案进行了仿真和实验研究,结果表明这种模糊逻辑十二空间电压矢量的DTC控制比传统DTC系统转矩与磁链控制性能更优越。     

基于模糊控制的永磁同步电机直接转矩控制

设计了基于模糊控制的永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)系统,采用模糊控制器取代了传统DTC系统中的磁链和转矩滞环比较器及开关表。仿真结果表明:模糊控制PMSM DTC系统运行良好,可实现四象限运行,与传统开关表相比,可有效减小转矩脉动和平均开关频率。研究了转矩误差论域和零电压矢量对模糊控制性能的影响,并基于转矩角对电压矢量作用的影响规律,提出了考虑转矩角的PMSM模糊直接转矩控制。仿真结果表明:在转矩角较大时,考虑转矩角的PMSM模糊DTC系统可有效减小转矩和磁链脉动,改善控制性能。     

一种恒定开关频率感应电机直接转矩控制

在感应电机I(M)的直接转矩控制(DTC)中,为了提高定子磁链观测的准确性,引入一种结合常规电压模型法和电流模型法优点的混合定子磁链观测模型代替常用的电压模型来观测磁链。针对传统开关表-滞环DTC中开关频率变化大和转矩脉动大的缺点,提出一种具有恒定开关频率控制的DTC策略,使其在定子磁链旋转坐标系内,利用空间电压矢量调制技术合成电压矢量,以实时准确补偿当前定子磁链与转矩误差,从而有效降低了电机运行中的转矩脉动和电流畸变。最后,通过仿真和实验验证了方案的可行性。     

一种具有中点平衡功能的三电平异步电机直接转矩控制方法

对三电平逆变器供电异步电机直接转矩控制(DTC)系统进行了研究。以固定合成矢量为基础，提出了一种三电平异步电机DTC控制方法，并使用基于三相输出电流方向及中点不平衡方向检测的中点平衡Bang-Bang控制方法来控制中点电位平衡。使用文中的DTC方法，可以抑制三电平直流侧中点不平衡，限制输出电压dv/dt，减小开关损耗，同时获得良好的电机调速特性。实验结果证明了该控制方法的可行性。     

扇区细分和占空比控制相结合的永磁同步电机直接转矩控制

传统永磁同步电机直接转矩控制系统存在磁链控制不对称、转矩脉动大等问题,该文在分析传统直接转矩控制中磁链和转矩运行轨迹及脉动的基础上,提出了一种把扇区细分和占空比控制相结合的新型永磁同步电机直接转矩控制方法。该方法将传统的6个扇区细分成18个扇区,并根据转矩误差计算出所选择电压矢量在整个采样周期中的占空比,实时调整有效电压矢量的作用时间。实验结果证明该结合扇区细分和占空比控制技术的新型永磁同步电机直接转矩控制方法与传统直接转矩控制相比,能够有效改善磁链轨迹,减小转矩脉动,改善传统直接转矩控制系统性能。     

电力牵引传动系统的三电平直接转矩控制算法的半实物实验研究

针对高速动车组中三电平二极管中性点钳位(NPC)逆变器供电的牵引传动系统,探讨了一种基于PI控制器和60°坐标系空间矢量调制算法(SVPWM)的异步牵引电机低速域的直接转矩控制(DTC)驱动方案。直接转矩控制性能好坏的决定因素之一就是磁链观测器的准确性,为了获得较好的转矩控制性能,本文首先采用了一种改进U-I积分模型为定子磁链观测器,并给出了基于PI控制器的转矩控制器和磁链控制器设计方案;然后给出了60°坐标系下SVPWM算法的详细设计方案,与传统的SVPWM相比,该SVPWM能够有效地减小计算时间,并在此基础上,通过调节中点电位平衡因子的大小来分配冗余小矢量的作用时间,以达到平衡直流侧两电容上电压的目的;最后,通过基于Maltab/Simulink软件的仿真研究和TMS320F2812与dSPACE的高速动车组牵引传动半实物实验台的实验研究,验证了基于PI控制和60°坐标系SVPWM的三电平直接转矩控制算法的有效性和可行性。     

采用新型评价表的三电平逆变器占空比调制直接转矩控制

针对直接转矩控制系统稳态转矩波动较大的问题,提出一种采用新型评价表的三电平逆变器占空比调制算法。首先,为减小占空比调节过程对电机参数的依赖性,对三电平逆变器大、中和小矢量建立了转矩和磁链的矢量评价表,并针对反电动势建立了补偿评价表。其次,根据电机运行转速和矢量的转矩控制效果,分别给出低速和高速两种控制方案,在低速方案中采用小矢量和零矢量,在高速方案中采用大(中)矢量和小矢量来控制转矩,可更加合理地利用小矢量来保证输出转矩的平稳性。最后,在以上两种控制方案和评价表的基础上,利用预定价值函数可快速确定输出矢量及其占空比。在一台6k W永磁同步电机样机上对本文所提出算法进行了实验验证,实验结果表明所提算法可有效改善电机稳态转矩波动。     

永磁同步电机的改进模型预测直接转矩控制

针对永磁同步电机直接转矩控制(DTC)中存在的转矩脉动和磁链纹波大的问题,提出一种改进的模型预测直接转矩控制方法。在两相静止坐标系下,依据无差拍控制理论计算出使电磁转矩和定子磁链在下一周期达到给定值的期望电压矢量。通过引入虚拟电压矢量将电压矢量空间划分成13个扇区,根据期望电压矢量所在扇区位置选取相应的实际电压矢量,可选取的实际电压矢量由传统的8个电压矢量扩展为14个电压矢量。该方法具有虚拟电压矢量占空比固定、调制简单以及运算次数少的优点。对直接转矩控制、传统的模型预测直接转矩控制以及改进的模型预测直接转矩控制进行仿真对比,结果表明,改进的模型预测控制方法能有效地抑制转矩脉动和磁链纹波,减小定子电流畸变率,提高系统的鲁棒性。     

基于占空比控制的永磁同步电机新型直接转矩控制策略

永磁同步电机传统直接转矩控制在电机低速运行时存在着转矩脉动大、开关频率不恒定等问题,本文在详细分析影响磁链和转矩脉动大小因素的基础上,提出了一种准确确定占空比大小的永磁同步电机新型直接转矩控制方法.该方法基于精确的数学模型利用转矩误差计算出当前所选有效电压矢量的作用时间在整个采样周期中的占空比,实时地调整有效电压矢量的作用时间.仿真和实验结果表明,基于占空比控制的永磁同步电机直接转矩控制在保持传统直接转矩控制优点的基础上,能够有效减小转矩脉动,改善了传统直接转矩控制系统性能.