双三相永磁同步电机谐波电流抑制技术

针对双三相永磁同步电机定子电流中存在较大谐波问题,根据比例谐振(proportional resonant,PR)控制器在谐振处无穷大增益,能够对交流输入信号进行无静差跟踪调节特性,提出一种基于PR控制器对谐波电流进行抑制的改进型矢量控制策略。基于谐波基下的双三相永磁同步电机数学模型和谐波电流分析基础,在z1-z2子平面引入2个PR控制器对定子电流的5、7次谐波进行控制,并进行了软件仿真与实验验证。结果表明,在z1-z2子平面引入PR控制器能有效地改善定子电流波形,谐波电流含量下降50%以上,能较好地降低电机损耗与逆变器容量,提高电机运行性能。     

低开关频率下永磁同步电机无差拍矢量控制

永磁同步电机(PMSM)在低开关频率下运行时会出现诸多问题,不能满足工业生产要求。对此,提出一种无差拍矢量控制策略,在分析了PMSM数学模型的基础上,设计了无差拍电流预测模型和指令电压计算模块,由以上两个模块可构成无差拍电流控制器,无差拍电流控制器输出电压指令信号并将其送入脉宽调制(PWM)模块生成开关信号驱动逆变器。通过实验证明,无差拍矢量控制策略控制性能良好,能有效降低电流谐波,加快转速响应,抑制转矩脉动。     

三相四桥臂并网逆变器的无差拍比例谐振控制

在三相并网逆变器中,无差拍控制简单实用、动态响应速度快,但是难以实现零稳态误差控制,并且会导致并网电流谐波含量增大。针对以上问题,利用比例谐振(PR)控制器对于特定频率谐波抑制能力强的优势,采用无差拍控制器复合PR控制器控制并网电流,可以在保证动态响应速度的前提下大大减小系统稳态误差。首先建立三相四桥臂并网逆变器模型,然后利用电流权重控制方法将系统降为一阶系统。根据内模原理设计了PR控制器,对高次谐波进行谐振补偿,降低了并网电流总谐波畸变率(THD)含量。实验结果表明所提控制策略可以取得较快的动态响应速度和较好的稳态性能。     

一种PMSM双预测矢量控制算法的研究

永磁同步电机的矢量控制中,速度环与电流环均采用常规PID控制器易造成动态响应不足,PI参数难以整定等缺点。首先根据永磁同步电机模型推导出离散化的无差拍电流和速度预测模型,并将该模型应用到矢量控制的速度环和电流环,并设计了速度、电流预测控制器。实验表明该预测控制器免去了常规PI控制器繁琐的参数整定过程,响应速度更快,提高了系统的动态响应过程,同时具备一定的鲁棒性,说明提出的方法是有效的、可行的。     

基于多级滞环控制器的表贴式双三相永磁同步电机低电流谐波直接转矩控制策略EI北大核心CSCD

双三相永磁同步电机采用的传统直接转矩控制策略往往伴随着较大的转矩脉动和谐波电流。为了解决上述问题,该文提出基于多级滞环的直接转矩控制策略,该策略采用24种矢量组合的电压合成方案,可根据开关表在α-β平面输出多种电压等级。同时,提出的控制策略还可基于比例谐振控制器调制z1-z2平面电压,实现闭环谐波电流抑制。实验结果表明,在同等开关频率下,所提控制策略可以有效降低电流谐波和转矩脉动。     

基于双频矢量调制的五相永磁同步电机四维电流控制方法

五相永磁同步电机驱动系统中,由于多相电机的非线性及逆变器的死区效应,传统最近四矢量实现的二维电流控制无法控制谐波子空间的谐波电流。为更好地控制五相电机的谐波电流,需要对五相永磁同步电机采用四维电流控制,其不仅可实现谐波电流的抑制也可通过控制电流提升转矩输出。针对双平面电压调制方法,提出一种基于空间矢量调制的双频矢量调制法及两种结合方式(M1和M2),其能有效解决脉宽调制波形非中心对称及调制比受调制周期限制的问题。分析五相永磁同步电机四维电流控制策略,以两种双频矢量结合方式进行仿真,对不同相差下的调制比进行深入分析,并给出调制比的详细分布,验证了双频矢量调制方式对调制比的提升作用。最后通过实验验证双频矢量调制方式的正确性和可行性,验证了基于双频矢量调制的四维电流控制对谐波电流抑制及死区补偿的有效性。     

永磁同步电机低开关频率的无差拍解耦控制策略

在低开关频率工况下,永磁同步电机的运行性能存在一些缺陷,例如电流谐波比例高、电流波形畸变大、启动转矩较小,输出转矩脉动大等,无法满足工业应用的需求。针对上述问题,提出一种基于矢量控制的无差拍解耦控制方法,并对该方法进行实验验证。实验结果表明,所提出的新型控制策略控制性能良好,可有效降低电流谐波,加快转速响应,抑制转矩脉动。     

基于四桥臂拓扑的开绕组永磁同步电机预测电流控制策略研究

开绕组永磁同步电机四桥臂控制系统相比常规的开绕组同步电机双逆变器控制系统，在保证直流母线电压利用率一样的条件下，可以显著降低成本。为了抑制共母线开绕组永磁同步电机四桥臂控制系统的零序电流，在传统的模型预测电流控制的基础上，提出基于三维空间快速选择最佳电压矢量和基于无差拍预测电流控制的零序电流抑制方法。对共直流母线四桥臂系统的数学模型及αβ平面的电压矢量分布进行分析；采用模型预测电流算法进行控制；建立abc坐标系下的空间电压矢量分布系统，并分析几何空间关系，提出选择最优电压矢量的方法，效率得到提升，同时零序电流也得到了有效抑制；建立0轴电压预测方程，并采用中矢量调制方法，提出基于无差拍预测电流控制的零序电流抑制策略，不仅抑制了零序电流，而且不需要复杂的价值函数计算，大大减少了计算量。该控制方法能够显著提升系统的动态和稳态性能。仿真验证了该控制方法的正确性和有效性。     

两种IPMSM直接转矩控制比较研究

在此对内置式永磁同步电机(IPMSM)两种恒定开关频率的直接转矩控制(DTC)策略,即基于双闭环比例积分(PI)调节器的DTC(PI-DTC)和无差拍DTC(DB-DTC)进行对比研究和分析。在对两种空间矢量DTC进行深入分析的基础上,通过实验分别从电机起动、稳态性能、动态性能及电流谐波等方面对这两种控制策略进行比较。实验结果表明,DB-DTC相较于PI-DTC具有更好的稳态和动态性能,且有更低的相电流谐波分量。     

基于LMS自适应滤波器的PMSM谐波抑制方法

为有效抑制电流谐波，在原有的PI控制器基础上，基于最小均方自适应滤波器(LMS-ANF)改造控制器结构，使得永磁同步电机特定次电流谐波得到抑制。通过在传统d,q坐标系矢量控制算法的基础上增加自适应滤波器模块，将采样得到的实际电流作为输入，提取、放大实际电流中的特定次谐波电流，通过PI调节器对谐波误差放大后的电流进行调节，得到控制电压，取得了良好的谐波抑制效果。通过仿真以及台架实验，证明了该控制策略对于抑制电流谐波的有效性。