采用滞环宽度优化控制的感应电机直接转矩控制

文章研究了控制系统的采样时间、磁链及转矩滞环宽度对转矩、磁链脉动的影响，得出了计算滞环宽度的新公式，该公式能够有效降低磁链、转矩脉动和阻止逆变器的开关频率超过预定极限值。仿真结果证实了新方法的直接转矩控制性能优于经典的直接转矩控制。     

永磁同步电动机双模糊直接转矩控制的研究

针对传统的直接转矩控制使用滞环比较器来控制定子磁链和转矩,存在滞环宽度调节有限、低速时转矩脉动大和逆变器开关频率不固定,速度PI调节器的比例积分参数恒定,其速度控制精度不高等缺点,设计了基于模糊直接转矩控制器和模糊速度PI控制器的双模糊直接转矩控制系统.利用模糊控制器分别来代替磁链、转矩滞环比较器和速度PI调节器,有效地减小了磁链和转矩控制容差,并利用磁链角对称特性进行映射,减少了模糊控制规则数,提高了实时性和速度控制精度.仿真结果表明:该方法明显优于常规的直接转矩控制,减少了转矩脉动,提高了系统的控制性能.     

基于恒定开关频率的12区段DTC系统的研究

传统的直接转矩控制方法将磁链控制为六边形或是6区间圆形,转矩的控制使用一个滞环比较器,这种方法会造成开关频率变化、转矩脉动过大。为解决这些问题,在传统直接转矩控制的基础上介绍一种改进方法,将传统6区间圆形磁链细分为12区间,并使用一种恒定开关频率控制器以取代转矩滞环比较器,来解决传统6区间磁链以及转矩滞环比较器存在的缺陷。仿真结果表明,该方法能保持开关频率恒定,并能有效地减小转矩脉动。     

基于参考磁链矢量计算的PMSM直接转矩控制

为了减小传统直接转矩控制中较大的转矩和磁链波动,并使逆变器开关频率保持恒定,研究了一种基于参考磁链矢量计算的永磁同步电机直接转矩控制方法。从定子磁链矢量的变化所反映出的对转矩和磁链的控制作用考虑,对基于参考磁链矢量计算的直接转矩控制的原理和结构进行了详细地分析和论述。在此基础上,通过转矩方程局部线性化来获取转矩环的控制模型,在线性化过程中的误差进行分析的基础上,研究了转矩环PI控制器的参数设计方法。仿真和实验结果验证了所研究控制方法的可行性和有效性。     

基于滑模策略的直接转矩控制研究

针对永磁同步电机的传统直接转矩控制,存在电磁转矩脉动、磁链波动过大,逆变器开关频率难以稳定等问题,介绍了一种结合滑模变结构控制策略的永磁同步电机直接转矩控制方法。首先,分别设计转矩和磁链2个滑模控制器,取代了传统直接转矩控制中的2个滞环调节器;其次,应用Matlab/Simulink对其进行仿真研究。仿真结果表明,该控制策略能有效减小电机磁链和转矩脉动,而且对参数时变和外部扰动具有较强的鲁棒性。     

基于滑模变结构的永磁同步电机直接转矩控制

为解决传统永磁同步电机直接转矩控制中存在的电流、磁链和转矩脉动较大、逆变器开关频率不恒定、系统低速运行时难以精确控制以及因转矩脉动引起的高频噪声等问题,文中将滑模变结构控制策略引入永磁同步电机直接转矩控制中。用转矩和磁链2个滑模控制器来替代传统直接转矩控制中的2个滞环调节器,其输出实现空间电压矢量调制,保证了逆变器开关频率恒定。实验结果表明,这种新型控制策略能极大地减小传统直接转矩控制中存在的电流、磁链和转矩脉动,有效地抑制高频噪声,实现逆变器开关频率恒定,同时仍保持直接转矩控制固有的转矩快速响应的特征和对系统参数摄动、外干扰、测量误差以及测量噪声具有鲁棒性强的优点,有效地改善了系统的动、静态运行性能。     

电压矢量细分的感应电机DTC滑模变结构控制

通常造成感应电机转矩直接控制局限性的关键问题在于低速情况下的转矩产生脉动磁链和控制开关频率波动无法固定。设计了基于转矩与磁链滑模变结构异步电机直接转矩控制器。此控制器设计的输入信号分别采用定子磁链误差、电磁转矩误差等信号,输出信号采用12个细分电压矢量DTC空间矢量合成电压空间矢量。与传统的方案中将滞环比较器以及开关电压矢量选择表应用到DTC中相比,这个控制器具有磁链控制更为准确、转矩控制更为精细的特点,同时还能确保逆变器保持恒定的开关频率。最终的仿真以及实验的结果说明该控制方法具有有效性和可行性。     

八开关三相逆变器-感应电机传动系统直接转矩控制算法

提出一种抑制直流侧电容电压波动的八开关三相逆变器(ESTPI)-感应电机(IM)传动系统直接转矩控制(DTC)算法。首先,详细分析在ESTPI各扇区内,电机转矩、磁链以及直流侧两电容电压的大小随所施加的基本电压矢量的变化情况。为实现在控制电机磁链和转矩的同时平衡直流侧两电容电压的目标,设计新的矢量选择开关表。然后,在传统DTC系统转矩、磁链滞环调节器的基础上增加电容电压滞环调节器,用滞环调节器直接控制ESTPI的开关状态。最后,通过仿真和实验验证了所提算法的正确性和有效性。     

四开关逆变器驱动永磁同步电机的模糊滑模直接转矩控制

为解决四开关逆变器驱动永磁同步电机的常规直接转矩控制(DTC)中磁链和转矩脉动较大、逆变器开关频率不恒定的问题,提出采用滑模控制器替代常规DTC中的滞环调节器以获得所需电压矢量,并采用空间矢量调制策略获得固定的逆变器开关频率。为避免常规滑模控制器输出抖动对系统性能的影响,引入了模糊控制器以平滑系统输出。仿真结果表明,采用该策略能有效抑制磁链和转矩脉动,同时能保持DTC系统固有的转矩快速响应特性和强鲁棒性。     

四开关逆变器驱动永磁同步电机的模糊滑模直接转矩控制

为解决四开关逆变器驱动永磁同步电机的常规直接转矩控制（DTC）中磁链和转矩脉动较大、逆变器开关频率不恒定的问题,提出采用滑模控制器替代常规DTC中的滞环调节器以获得所需电压矢量,并采用空间矢量调制策略获得固定的逆变器开关频率。为避免常规滑模控制器输出抖动对系统性能的影响,引入了模糊控制器以平滑系统输出。仿真结果表明,采用该策略能有效抑制磁链和转矩脉动,同时能保持DTC系统固有的转矩快速响应特性和强鲁棒性。     

基于预期电压矢量的永磁同步电机直接转矩控制系统

传统的基于开关表的直接转矩控制存在着转矩和磁链脉动大、开关频率不固定等缺点。考虑到空间矢量脉宽调制技术在一个控制周期内能够产生等效的任意相位的电压矢量,为了改善直接转矩控制的控制效果,提出了一种预期电压矢量的确定方法,并用PI控制器代替传统直接转矩控制系统的滞环比较器,构造出一种基于预期电压矢量的直接转矩控制策略。通过与传统直接转矩控制策略的对比试验,表明提出的直接转矩控制策略具有电流谐波小、转矩和磁链的脉动小、速度响应快、稳态误差小等特点。     

一种改进的空间矢量调制的异步电机直接转矩控制系统

传统的异步电机直接转矩控制具有控制结构简单、控制手段直接、转矩响应迅速等优点,但是由于是由两个滞环比较器选择开关矢量,带来了开关频率不固定、转矩和磁链脉动大的不足。因此提出了一种改进的基于空间矢量调制的直接转矩控制方法,在保持传统方法结构简单、转矩响应迅速等优点的同时,极大地减小了转矩和磁链的脉动。     

Microcontroller implementation of direct torque control

The switching frequency of a conventional direct torque control (DTC) strategy which is based on hysteresis controllers results in a variable switching frequency which depends on the mechanical speed, stator flux, stator voltage, and the hysteresis band of the comparator. In this paper, a DTC scheme using space vector modulator (SVM) and fuzzy logic controller (FLC) is suggested. A comparison with the classical DTC is presented. The suggested control strategy guarantees very good dynamic and steady state characteristics with low sampling rate and a constant switching frequency. The experimental results are presented to validate the scheme. Copyright © 2005 John Wiley & Sons Ltd.     

基于滑模和空间矢量调制的永磁同步电动机直接转矩控制

针对永磁同步电动机(IPMSM)的常规直接转矩控制(DTC)中存在的磁链转矩脉动大和开关频率不恒定等问题,在建立定子磁链坐标系下永磁同步电动机数学模型的基础上,提出了一种基于滑模和空间矢量调制(SVM)的新型DTC方法,该方法利用转矩和磁链滑模控制器(SMC)替代常规DTC中的磁滞比较器和开关策略,再结合空间矢量调制方法控制逆变器运行。仿真和实验结果证明了这种基于空间矢量调制的直接转矩控制方法可以有效地减小常规直接转矩控制中的磁链和转矩脉动,并使逆变器工作在恒定的开关频率下。     

永磁同步电机直接转矩控制与模型预测转矩控制比较研究

对永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)系统和基于定子磁链坐标系的模型预测转矩控制(MPTC)系统的控制性能、平均开关频率、参数鲁棒性等进行比较。DTC系统结构简单,平均开关频率较低,但磁链和转矩脉动大于MPTC。MPTC性能较好,但计算复杂,实时性较差。同时,两者均存在参数失配鲁棒性较差和开关频率不恒定的共性问题。针对开关频率不恒定的问题,提出一种开关频率固定的PMSM MPTC方法,可将每个采样周期开关切换次数固定为2次。仿真结果表明：该方法可使开关频率固定为采样频率的1/3,且将备选开关状态减少为3个。     

一种基于模型预测的永磁同步电机直接转矩控制策略

针对传统直接转矩控制(DTC)方法中电压矢量切换时间不固定以及电压矢量切换点受限于滞环宽度等问题,将模型预测控制(MPC)应用于永磁同步电机(PMSM)DTC系统,提出了一种优化的电压矢量预测选择方法。一方面,将预测的定子磁链和电磁转矩送入相应的滞环控制器,从电压矢量有限集中选择合适的电压矢量以确保预测的磁链和转矩分别在各自的滞环内;另一方面,引入代价函数和优化策略,选择不同情况下相应的最优电压矢量,且可以同时考虑电流保护等额外的控制目标。在一台凸极PMSM驱动平台上对所提出的控制策略进行了试验验证。试验结果表明,所提出的控制策略能够有效地将转矩控制在滞环内,验证了该策略的有效性。     

Hardware Implementation of Direct Load Angle Controlled Induction Motor Drive

In this article, a direct load angle (DLA) control method for induction motor drive is proposed to reduce the torque and flux ripple. It is based on control of incremental change in load angle. The torque control is achieved without losing the benefits of conventional direct torque control (DTC) by reference stator flux angle, which is the sum of load angle and rotor flux angle. In this proposed DTC scheme, coordinate transformation is not required in torque control unit and reference voltage sector number and angle are not required in PWM unit, which reduces the control complexity. Proposed DTC control method is applied to two level voltage source inverter fed induction motor drive and hardware results are presented. From the hardware results, it is found that the proposed DTC control scheme impressively reduces the torque and flux ripples when compared with conventional space vector modulation (SVM) DTC.