一种基波线性化与谐波最小化的过调制方法

通过对比分析3种过调制算法的输出电压基波线性度,提出基于反函数的输出电压基波线性化策略;然后根据3种过调制方法线性化之后电压总谐波失真对比,提出电压谐波最小的线性化过调制方法。所述过调制方法能扩展输出电压的线性工作区,降低高速运行的弱磁深度,提高高速运行效率,且能减小过调制电流谐波。实验结果验证了所述过调制方法的有效性。     

永磁同步电机宽范围最大转矩控制

提出一种永磁同步电机新的宽范围弱磁控制策略,根据电机在不同转速段运行时的转矩特性,考虑逆变器的输出电压能力及电机的电流约束条件,以输出最大转矩为目标,分析得出全速范围内的电流矢量控制算法。该方法将全速段分为四个运行区间,可实现恒转矩运行与弱磁控制的快速平滑过渡,使系统在额定转速以下具有恒转矩输出,在高速运行时实现恒功率特性。仿真及实验结果表明,提出的方法可有效拓宽电机的转速运行范围,具有较快的动态响应性能。     

一种基于重构电压闭环的感应电机弱磁电流分配方法

在感应电机高速主轴驱动控制系统中,励磁电流与力矩电流分配方法的优劣,直接关系到感应电机弱磁高速运行时输出力矩的大小。本文在传统弱磁电流分配方法的基础上,提出了一种以重构电压作为反馈、理想电压作为输入,调节分配励磁电流与力矩电流的感应电机弱磁电流分配方法。并在实验平台对该电流分配方法进行验证,实验结果显示,该电流分配方法较传统电流分配方法具有更快的响应速度与更平滑的速度响应曲线,具有较好的实现价值。     

内置式永磁同步电动机弱磁控制实验研究

以内置式永磁同步电动机为研究对象,提出一种具有快速动态响应的前馈弱磁控制策略.根据电机运行时的转矩和定子磁链给定值,通过实时查表得出电机的交、直轴电流参考值;同时为了解决电动机高速运行时参数漂移问题,在前馈控制基础上叠加了基于输出电压的闭环控制策略,有效地提高了系统的鲁棒性.实验结果证明电动机在全速范围弱磁控制策略的有效性.     

无刷直流电动机集成霍尔传感器

介绍了一种基于双磁钢复合磁路设计的无刷直流电动机集成霍尔传感器,利用霍尔元件感应旋转磁钢产生的垂直磁场和平行磁场信息并输出反映转子运转信息的电压信号,通过内部电路对原始电压信号进行处理,可同时输出U、V、W换相信号和绝对角位置信号(模拟信号、脉宽调制(PWM)信号).电动机高速运行时由U、V、W、信号提供换相信息并进行位置预估,最高转速可达30000r/min;低速运行时由模拟信号或PWM信号提供绝对角位置信息,精度达10位,最高分辨率可达12位.     

矿用电动轮自卸车制动时电机过流故障分析

巨型矿用电动轮自卸车在采矿业、大型工程建设行业发挥重要的作用。实际运行中发现其电力传动系统在自卸车高速运行状态下制动容易发生过流故障,由于系统硬件限制无法使用传统调试方法实时观察程序运行情况。本文提出一种基于逆向技术的过流故障分析方法,即利用逆变器输出实测电压推算得到控制程序中空间电压参考矢量幅值和相位的实时值,以用于故障分析。在本文的分析案例中,采用该方法发现了程序中空间电压参考矢量的瞬时频率突变是导致过流故障的直接原因,进一步分析发现转速采样信号受到了高频干扰致使空间电压参考矢量的瞬时频率突变,文中给出具体措施,有效地解决了过流故障问题。     

内置式永磁同步电机弱磁过渡时的解耦补偿控制

针对内置式永磁同步电机(interior permanent magnet,IPM)在弱磁过渡时电流调节器瞬态饱和导致转速范围受限甚至失控的问题,提出了基于解耦电流控制和电压指令补偿的电流矢量控制算法,解除了电机高速运行时d-q轴电流交叉耦合的影响,使得控制规律趋于线性化,避免PI调节器输出不正常;当调节器饱和时,通过补偿电压指令使调节器迅速退出饱和状态,消除了转速调节失控现象。给出了判断电流调节器是否进入饱和的监视方法,实时决定是否有必要采取退饱和的措施,使得控制更具智能特点。在仿真结果的正确性基础上,通过台架测试进一步证实了所提出控制策略的有效性,提高了系统的稳定性并拓宽了电机的转速范围。     

一种新的不平衡控制策略的研究

三相逆变器的一个重要的性能是在三相负载不平衡时仍能维持三相输出电压的对称性.传统的对称分量法与叠加原理虽然能在三相逆变器带不平衡负载时通过对输出电压正、负、零序分量的不同补偿来维持三相电压的平衡,但该方法运算量大,适时性差,不宜控制.针对大容量中频400 Hz逆变电源,提出了一种新的不平衡控制策略,即谐振控制器的控制方法.该方法可以使逆变器在带不平衡负载时仍能维持三相输出电压的平衡,并能同时应用于三相三线制和三相四线制系统.推导了它的两种实现方式.仿真结果验证了该方法能有效地抑制由不平衡负载引起的输出电压畸变,获得高质量的输出电压波形.     

一种具有宽输出电压范围的无线电能传输电路

为了扩大无线电能传输(Wireless Power Transfer, WPT)系统的输出电压范围,提出一种基于双发射线圈的无线充电电路。通过发射线圈三种工作模式的切换,实现了输出电压的宽范围调节。首先,分析不同模式下输出电压和输入阻抗的特性,给出三种模式的划分依据和对应的电压增益范围。然后,分析线圈、补偿元件和负载对各模式电压增益范围的影响,给出电压增益范围的调整方法,以确保输出电压在模式切换时的连续性。接着,给出了确保高频逆变器零电压开通(Zero-Voltage-Switching, ZVS)的参数调整方法。最后,通过仿真和实验验证了该方案的有效性和正确性,所设计的样机功率为1 kW。实验结果表明,相较于单发射线圈方案,该方案的输出电压范围更宽,且在输出电压宽范围调节时效率明显提高,最大提高约2.7%。     

基于纹波电压前馈的级联H桥整流器输出电压平衡策略

对传统的比例式脉冲补偿电压平衡控制策略进行了建模分析。通过分析发现大范围投切载时输出电流扰动对平衡控制的影响不可忽略。在此基础上给出了投切载时系统调整时间、输出电压跌落值与系统特征参数之间的关系曲面。针对投切载时比例式脉冲补偿电压平衡控制下CHBR动态性能差的问题,结合输出电流与输出电压纹波峰值之间的关系,通过将输出电压纹波峰值引入电压平衡环节,提出了纹波电压前馈电压平衡控制策略,并给出了纹波电压峰值的检测方法。最后,利用三级CHBR的仿真模型和实验平台对所提策略与比例式脉冲补偿电压平衡控制策略进行了比较测试。测试结果表明所提策略在切载后各级输出电压间的最大不平衡电压减小了12 V,调整时间缩短了43 ms,证明了所提策略的正确性和有效性。     

基于扰动转矩观测器PMSM无位置传感器控制系统

使用控制算法实现永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制是目前电机控制领域研究热点。提出一种基于低速脉冲高频定子磁链注入的PMSM无位置传感器控制系统,并对传统定子磁链估计器进行改进,将高频信号引入低通滤波器中以提高电机低转速运行时定子磁链估计器的精度。针对PMSM中低速运行时无位置传感器控制系统易受转矩脉动影响的情况,采用扰动转矩观测器来抑制扰动转矩产生的电压误差。通过试验来验证所提方案的有效性和可行性。     

MRAS异步电机无速度传感器矢量控制低速性能的改善

异步电机驱动系统中,模型参考自适应(MRAS)无速度传感器矢量控制方法的应用,在低速范围受到定子电压误差的影响.尤其在电压型逆变器供电的情况下,定子电压给定值代替实际值,一定会产生幅值误差和直流偏置,直接影响低速运行的稳定性.为了提高异步电机无速度传感器矢量控制的低速性能,提出了一种定子电压幅值和直流偏置补偿办法.并且通过仿真实验验证了所提出方法的有效性.     

一种改进异步电机直接转矩控制系统性能的方法

针对异步电动机直接转矩控制系统低速时转矩脉动大,定子磁链内陷和电流畸变等问题,提出了一些改进措施.针对U-I模型计算磁链时直流分量造成积分漂移问题,采用具有幅值补偿环节的改进积分器算法取代纯积分环节克服积分漂移;针对传统的6区段电压矢量选择表中当定子磁链处于区段分界线附近控制性能差和未能充分利用电压矢量等缺点,采用细分优化的12区段选择电压矢量开关表来代替传统6区段电压矢量表,构成一种改进异步电机直接转矩控制系统性能的方法.仿真结果表明该方法可以明显改善磁链轨迹和转矩脉动,提高了控制系统的性能.     

多功能柔性功率调节器的矢量励磁控制

作为大容量低速飞轮储能系统,多功能柔性功率调节器(FPC)由双馈电机(DFIM)和作为交流励磁电源的电压源型双脉宽调制(PWM)变换器组成,具有独立的有功和无功调节能力,能提高电力系统稳定和改善电能质量。FPC采用改进型定子磁链定向控制策略。该策略利用电压控制代替无功控制,同时分别对定子q轴和d轴电压进行反馈和补偿控制,从而对电网电压波动具有较好的鲁棒性。由于FPC主要工作在电网扰动时,为了避免机端电压突然跌落引发变频器不能承受的转子过电流而导致装置跳闸,采用了专门的转子过电流快速限制措施和控制策略。此外,还附加了转速反馈控制,使FPC转速在其待机时总是能保持在稳态给定转速。     

基于非正弦供电多相感应电机低速下V/f控制研究

针对多相感应电机低速下转矩脉动大、带载能力差的问题,分析了多相集中整距绕组感应电机采取非正弦供电策略时,死区效应、定子电阻压降以及漏抗压降对电机性能的影响,提出了非正弦供电下基于定子电压定向的多相感应电机低速补偿V/f控制策略.在传统的V/f控制基础上,对定子电阻和漏抗压降进行补偿以使电机磁链幅值保持恒定,同时对滑差和死区进行补偿,以改善系统的低速性能.实验结果证明,采用该方法,多相电机在低速下能获得良好的动态性能和带载起动能力.     

变速恒频双馈风力发电运行综合控制策略

根据交流励磁变速恒频风力发电的运行特点,将矢量控制的电网电压定向技术应用在双馈电机的并网发电上,提出了一种基于电网电压定向的变速恒频双馈风力发电运行综合控制策略,实现了与定子磁链定向矢量控制相同的功能,且省去了定子磁链观测器,简化了算法。建立了变速恒频风力发电柔性并网、稳态运行和电网波动情况下不脱网运行的控制模型,实现了宽范围变速条件下无冲击电流并网、输出功率的解耦控制和最大功率点跟踪。在变速恒频并网发电系统中,发电机与电网之间是一种柔性连接关系,仿真和实验结果证明了控制策略的正确性与有效性。     

基于MSP430的超声波电动机新型驱动器

提出了一种基于微处理器MSP430的超声波电动机新型驱动器的设计方案,详述了该驱动器的硬件电路结构和相关功能的软件设计方案,并用它驱动TRUM60型超声波电动机,实验结果验证了该设计方案的合理性.与原有驱动器相比,它增加了调压调速的功能,丰富了调速手段,调节方便,运行稳定.     

基于双模态控制的异步电机并联运行方法的研究

针对两台电机参数和负载不一致的情形,在原有单台电机磁场定向矢量控制模型的基础上,结合平均的思想,推导出适合一个逆变器控制两台电机的磁场定向控制模型。该数学模型在矢量控制思想的核心下,利用定子电流的q轴分量控制电机的平均转矩,d轴分量控制平均转子磁通。由于PI控制和模糊滑模变结构控制在交流调试系统中的局限性,利用它们的各自优点,采用双模态控制方法对交流异步电动机系统进行控制。仿真结果表明,无论在启动时负荷不均衡、运行时负荷不均衡还是运行时负荷均衡情况下,该系统都能平稳运行,且具有较好的动态、稳态性能。该方案的研究对轨道交通意义较大。     

Drift- and parameter-compensated flux estimator for persistent zero-stator-frequency operation of sensorless-controlled induction motors

The performance of sensorless-controlled induction motors is poor at very low speed. The reasons are the limited accuracy of stator voltage acquisition and the presence of offset and drift components in the acquired signals. To overcome these problems, a pure integrator is employed for stator flux estimation. The time-variable DC offset voltage is estimated from the flux drift in a parallel stator model and used to eliminate the offset by feedforward control. Residual high-frequency disturbances are compensated by feedback flux amplitude control. A linearization of the pulsewidth-modulation inverter transfer function and an improved stator resistance estimation scheme further enhance the system performance. Experiments demonstrate high dynamic performance of sensorless control at extreme low speed and zero stator frequency.     

模糊调节电压矢量角度和幅值的SPMSMDTC系统

针对永磁同步电机直接转矩控制转矩和磁链脉动较大的问题,提出了模糊调节电压矢量角度与幅值表面式永磁同步电机模糊直接转矩控制系统,采用模糊控制器和空间矢量调制技术取代传统直接转矩控制系统的滞环比较器和开关表输出电压矢量。模糊控制器输入量为磁链和转矩误差,输出量为输出电压矢量的角度和幅值。基于电压矢量幅值和角度对磁链和转矩的变化影响规律设计了模糊控制规则表。为了进一步抑制转速为负时的转矩脉动,设计自适应模糊直接转矩控制系统。仿真结果表明:模糊调节电压矢量角度与幅值的直接转矩控制系统可实现四象限运行,电机系统运行良好,仅在转速为负时,转矩脉动略有增大。自适应模糊直接转矩控制系统运行效果良好,在四象限内均可较好抑制转矩和磁链脉动。