基于静态补偿电压模型的改进转子磁链观测器

为解决纯电压模型磁链观测器存在的积分漂移和饱和问题,常采用低通滤波器代替纯积分器。针对传统低通滤波器磁链观测方案的不足,本文提出一种改进的转子磁链观测方案,采用串联低通滤波器提取直流偏置得到理想的转子反电势,然后用可编程低通滤波器代替纯积分器,并在反电势低通滤波前补偿磁链误差。所提出的观测器可以有效消除直流偏置的影响,提高磁链观测的动态精度并改善系统的动态性能。在一台2.2kW感应电机无速度传感器矢量控制系统上对本文提出的改进转子磁链观测器方案进行了仿真和实验研究,结果验证了其正确性和有效性。     

基于低通滤波器的定子磁链观测器改进研究

在直接转矩控制系统的定子磁链观测器中,通常采用低通滤波器取代纯积分器,以消除积分环节的直流偏置误差和初始值误差.同时,也引入了定子磁链的幅值和相位误差,严重影响了磁链观测精度和系统的动、静态性能.在深入分析纯积分器和低通滤波器的局限性的基础上,提出了一种改进型定子磁链观测器,给出原理图,并进行仿真比较.     

基于闭环直流偏置补偿积分器的新型定子磁链观测器

提出了一种基于闭环直流偏置补偿算法积分器的新型定子磁链估计方法。与现有的定子磁链估计方法相比,该方法通过引入一种闭环直流偏置补偿结构,不仅可以提高低频时定子磁链观测器的稳定性和准确性,缩短观测器在整个频率范围内的响应时间,而且算法更加简单。对新型定子磁链观测器的无速度传感器SVM-DTC系统进行了仿真研究。结果表明,该定子磁链估计方法能克服现有定子磁链观测器所存在的主要缺陷,包括在低频范围。     

带通滤波器法电压积分型定子磁链观测器

针对定子磁链观测的低通滤波器法电压积分模型受电压电流零漂,积分初值和定子电阻误差的影响,使得观测结果存在直流偏置的问题,提出了能消除直流偏置的带通滤波器法电压积分模型。针对电压积分型定子磁链观测器基本模型进行了误差分析,建立了带通滤波器法定子磁链观测器模型,分析了带通滤波器法定子磁链观测器能够消除直流偏置的原理,并给出了幅值和相位的误差补偿方法。对带通滤波器法定子磁链观测器进行仿真和实验表明:带通滤波器法定子磁链观测器解决了低通滤波器法中的直流偏置问题,消除了观测结果的直流偏置,对观测结果进行幅值和相位误差补偿后,观测的定子磁链与参考磁链波形一致。     

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。     

基于二阶广义积分器的永磁同步电机新型磁链观测方法

为改善永磁同步电机磁场定向控制和直接转矩控制系统的控制性能,准确观测定子磁链,解决传统电压模型观测中存在的问题,提出一种基于广义二阶积分器的新型定子磁链观测法。该方法在传统二阶广义积分器的基础上,引入直流偏置积分校正环节,能够消除电压模型定子磁链观测器的积分初值、积分漂移和直流偏置的影响。仿真和实验验证该方法的有效性。实验结果表明,与传统的广义二阶积分器相比,改进的方法能够更准确的估算定子的磁链。     

直接转矩控制系统中定子磁链观测器研究

针对电机直接转矩控制中传统的定子磁链纯积分器估算方法和低通滤波器估算方法的不足,该文提出了一种具有幅值限制的改进型积分器的定子磁链观测器,不仅可以避免积分饱和,而且采用这种磁链观测器的系统在高速时具有较强的抗扰性,在低速时也能较有效的抑制积分器的初始值误差和直流偏移误差,可以提高定子磁链的估算精度,从而获得较好的电机动、静态性能.     

基于电网虚拟磁链的变速恒频风力发电机柔性并网技术

利用双馈风力发电机与电网的"柔性连接"特性,基于合理的转子侧交流励磁控制可实现发电机柔性并网.在推导双馈风力发电机空载数学模型基础上,提出了电网虚拟磁链的概念,给出了柔性并网中双PWM励磁变换器的控制方法:基于电网虚拟磁链定向的机侧变换器矢量控制策略和基于电网电压定向网侧变换器矢量控制策略.设计了具有初始磁链估计、不需电压传感器的虚拟电网磁链观测器,该观测器实现简单,精度较高.实验研究表明,柔性并网技术安全稳定,电流冲击小,满足双馈风力发电机的变速恒频运行需要.     

感应电机DTC自适应磁链闭环辨识

感应电机DTC采用电压模型对电机反电动势进行积分获取定子磁链辨识值,但纯积分器积分项的直流偏置会造成积分器饱和。为了克服这一问题,研究了一种自适应定子磁链闭环辨识器,在该辨识器中设计一种均值补偿算法消去积分累积误差。在Matlab/Simulink仿真环境下对这种辨识器进行仿真研究,并在由dsPIC30F6010A数字信号处理器构成的DTC控制平台上进行实验研究。仿真与实验结果表明,这种基于自适应定子磁链闭环辨识器DTC系统不仅有效地消除了积分器直流偏置累积误差,获得了高精度定子磁链辨识,而且DTC系统具有较好的定子磁链参数自适应能力。     

基于电网电压定向的双馈风力发电机灭磁控制策略

电网故障造成的电网电压变化会在双馈发电机定子绕组中产生定子磁链的暂态直流分量,造成发电机输出功率波动和电磁转矩振动,需要采取灭磁控制来加快定子磁链暂态直流分量的衰减.文中提出了一种适用于双馈风力发电机电网电压定向矢量控制的灭磁控制方法,首先分析了电网故障对双馈发电机内部电磁关系的影响,在此基础上分析了双馈发电机电网电压定向矢量控制的稳定性,就此提出了一种新型的灭磁控制方法,并进一步阐述了转子侧变换器容量及风电机组运行状态对灭磁控制效果的影响.仿真验证表明,所提出的灭磁控制方法可以在电网电压跌落程度较轻的情况下有效减小双馈发电机定子磁链中暂态直流分量的影响,提高双馈风电控制系统的稳定性,有利于实现风电机组的低电压穿越.     

死区效应对定子磁链观测的影响与抑制研究

针对永磁同步电机基于空间矢量调制的直接转矩控制系统中定子磁链观测的问题,研究了一种考虑逆变器死区效应的定子磁链观测器。采用一种截止频率可调的低通滤波器代替积分器计算定子磁链,并考虑了逆变器死区效应对定子磁链观测的影响,对由逆变器死区效应引起的定子磁链观测误差进行了补偿策略分析。仿真和实验验证了该定子磁链观测器的有效性。实验结果表明,该方法能够消除积分型定子磁链观测器的积分初值、积分漂移和直流偏置的影响,能消除逆变器死区效应引起的磁链观测误差,提高定子磁链观测的准确度。     

基于幅值限定补偿磁链观测的DTC算法仿真研究

定子磁链的准确观测对于DTC系统十分重要。针对传统U-I模型观测磁链时直流分量造成积分漂移的问题,存在两种常用的方法来改进磁链观测器:一阶低通滤波器和幅值限定补偿积分器。分析得知,在DTC系统中基于幅值限定补偿的积分器可以观测到更准确的磁链值。在d SPACE平台下分别搭建不同磁链观测器的DTC仿真模型,实现永磁同步电机的实时控制。结果表明,基于幅值限定补偿的磁链观测器较低通滤波器提高了观测精度。     

1.5MW双馈式变速恒频风力发电机系统的建模与仿真研究

以双馈变速恒频风力发电机作为研究对象,建立了双馈感应发电机的定子磁链定向矢量控制策略数学模型,在Matlab/Simulink搭建了双馈风力发电机整体仿真模型,实现了双馈风力发电机的有功、无功功率的解耦控制和最大风能捕获。     

电压跌落下双馈风力发电机矢量控制的改进

为了减小双馈风力发电系统受电网电压跌落的影响,提出了一种改进的双馈发电机矢量控制方法.该方法在设计转子电流控制器时考虑了定子磁链的动态变化过程,加入了相应的前馈补偿项.实验结果证明,该方法能有效抑制电压跌落下发电机转子的过电流,并且能控制发电机向电网输出一定的无功,从而使双馈风力发电机实现了低电压穿越.     

基于磁链追踪的双馈风力发电系统低电压穿越控制

根据当今世界对风能转换系统提出的必须具有低电压穿越能力的要求,研究了电网跌落对双馈风力发电机的影响。在电网跌落时双馈风力发电机运行特点的基础上,分析并提出了一种基于磁链追踪的双馈风力发电系统低电压穿越控制策略,有效地抑制了双馈风力发电机定、转子过电流,保证了变流器的安全运行,实现了双馈风力发电机在电网跌落时的低电压穿越。依据理论分析,建立了双馈风力发电机磁链追踪控制模型,并通过MATLAB/SIMULINK平台进行仿真研究,仿真结果证实了所提控制策略的可行性和有效性。     

优化反馈补偿闭环定子磁链观测器

针对纯积分定子磁链观测器存在的直流偏置与积分漂移问题,对反馈闭环磁链观测器进行了优化,设计了一种改进的反馈补偿闭环磁链观测器。该观测器先利用磁链与反电动势两矢量的正交关系,控制二者的夹角余弦值为零,再通过简单的乘法运算,实现对磁链的动态补偿,从而得到正确的积分结果。理论分析显示,积分结果中的直流分量能够得到完全消除,同时仿真结果证明了,改进观测器的良好性能以及理论分析的正确性。     

考虑电磁暂态补偿的双馈电机低电压穿越控制及其机电安全分析

研究了考虑磁链暂态补偿技术的改进低电压穿越(LVRT)控制策略。在对风机进行有功无功控制的同时,通过对转子电流中的暂态感应分量的检测与控制,实现对定子电压跌落引起的定子磁场变化的补偿,改善了双馈电机的漏感对磁链暂态补偿控制效果的影响。建立了1.5 MW双馈感应发电机并网控制结构的MATLAB模型,并对此进行电磁暂态仿真。仿真结果验证了改进后的方法能够有效抑制双馈电机定、转子电流的峰值,提高双馈型风力发电机的LVRT能力。     

基于改进积分器的永磁同步直线电机无位置传感器控制方法

在永磁同步直线电机(PMLSM)磁场定向矢量控制中,必须知道d轴和a相绕组中线的夹角θ,才能进行有效的控制。给出了经典的速度位置观测器,并对磁链积分方法进行了改进,利用一阶低通滤波器加PI调节代替纯积分器,消除了纯积分器的漂移和直流偏置误差。仿真和试验结果表明,基于此观测器的PMLSM无传感器矢量控制具有良好的动态稳定性,其响应速度快,指令跟踪能力强。     

基于SOGI和FLL的感应电机磁链观测器设计

准确的磁链估计是实现高性能感应电机驱动的重要环节。设计了一种基于二阶广义积分器(SOGI)和锁频环(FLL)的新型磁链观测器以获取较好的磁链预测效果。不同于纯积分器和低通滤波器SOGI用于对电机反电动势积分,它可以避免由初始条件或直流偏置引起的饱和。新型磁链估计器不需要额外的幅值和相角补偿,并在采用多个SOGI和FLL配置后显著提高了电机低速下的磁链估计性能。最后,通过实验对磁链观测器的效果进行了验证。     

用于无刷直流电机无位置控制的转子磁链观测器设计

针对无刷直流电机无位置控制中滤波器会引起磁链幅值和位置估计误差等问题,设计了一种能够抑制直流偏移获取准确位置的改进型转子磁链观测器。通过将二阶高通滤波器和纯积分器进行串联,可以有效减小位置估计误差。在基于控制器STM320F28335的实验平台上实验,结果表明改进型转子磁链观测器能够准确估计转子位置,有效改善电流波形,实现电机的平稳高速运行。