基于电压模型预测控制的大功率异步电机弱磁系统研究

研究了一种基于电压模型预测控制(Voltage model predictive control,VMPC)的大功率异步电机弱磁系统，通过对d-q轴定子电压(u_sd,u_sq)在线预测，取消了传统电流环中的两个PI控制器，进而实现对电压的优化控制，提升异步电机速-矩控制性能。首先，建立最大电磁转矩的解析模型，分析u_sd,u_sq对各个工况下转矩输出的影响；然后，引入模型预测控制，设计了d-q定子电流(i_sd,i_sq)为控制量，u_sd、u_sq为输出的VMPC模型；最后，建立了搭载VMPC的最大转矩弱磁控制系统，仿真验证方法的有效性。     

矩阵变换器与直接转矩控制技术的融合研究

通过电机定子磁链的增量实时计算出矩阵变换器的期望输出电压矢量,结合矩阵变换器双空间矢量调制策略和异步电机直接转矩控制技术,实现了采用矩阵变换器供电的异步电机直接转矩控制.利用Matlab/Simulink构建了系统模型,给出了仿真结果.结果表明,系统运行稳定,具有优良的动静态性能.     

永磁同步电机非线性调节器MTPA弱磁控制

针对传统的弱磁控制方案不能很好地解决永磁同步电机在高转速范围内性能稳定的问题，在分析最大转矩电流比控制策略的基础上，构建了基于条件积分法的抗积分饱和的速度调节器，将其引入永磁同步电机最大转矩电流比（MPTA）弱磁控制系统，可有效解决电机速度超调量大、响应慢，抗干扰能力差等问题；同时设计了一种非线性变参数调节器，具有PI调节器快速收敛性能，提高了系统稳定性，在电压反馈弱磁控制的基础上实现了永磁同步电机的弱磁控制。仿真与实验结果表明，该方法能够快速实现高精度的MTPA控制。     

异步电机矢量控制磁场定向校正技术研究

矢量控制磁场定向的核心是实现励磁与转矩的独立解耦,其动态性能优异。但是异步电机参数在实际运行中易变化,导致磁场定向不准,进而引起转矩脉动和电机运行性能变差。分析了磁场定向不准引起的电机电压变化,及对转矩电流和励磁电流的影响,提出了基于q轴前馈电压的转子磁场定向校正策略,通过仿真和试验验证了校正策略具有良好的有效性和工程应用价值。     

永磁同步电机弱磁控制系统仿真研究

阐述了永磁同步电机电流矢量控制策略,在此基础上设计适合不同类型电机实现弱磁控制的算法,该算法能够保证电机在整个弱磁区域以最大的转矩电流比运行,同时还利用电流解耦补偿器改善控制性能。通过Simulink对系统进行稳态和瞬态仿真,分析了电机弱磁性能,仿真结果验证了该算法的正确性,且具有良好的动态调速性能。     

永磁同步电机运行性能研究

针对凸极永磁同步电机,对其数学模型和定子电流最小控制方法进行了介绍,推导了定子电流最小控制方法对应的电流相角条件、基本转速和最大转矩。利用电机数学模型和不同电流控制规律建立了永磁同步电机运行性能仿真模型,避免了传统双闭环模型中控制器参数对仿真结果的影响。在此基础上深入研究了电机永磁磁链、凸极率、电枢电阻三个参数对电机基本转速、输出转矩等运行性能的影响,据此指出了电机电磁设计时应遵循的一般规律。     

基于滑模变结构的异步电机直接转矩控制系统研究

针对异步电机传统直接转矩控制系统转矩脉动过大,及电机参数变化和负载波动等因素使调速性能变差的问题,提出了用滑模变结构速度调节器代替传统的PI速度调节器,并根据异步电机在同步静止坐标系下的数学模型和滑模变结构理论设计了一种基于转矩误差和磁链误差的滑模控制器,利用获得的参考电压矢量,通过空间电压矢量调制得到逆变器开关控制信号。MATLAB仿真验证了该控制策略能有效减小转矩脉动和磁链脉动,在保证逆变器开关频率恒定的同时,对系统参数摄动和外部干扰表现出较强的鲁棒性。     

基于电压闭环的异步电机弱磁控制研究

传统电压闭环弱磁方案具有易实现、对电机参数不敏感、鲁棒性强等优点,为了解决感应电机在弱磁区电流动态响应性能下降的问题,基于电压闭环弱磁方案,引进q轴电流跟踪误差函数,结合弱磁PI控制器来给定励磁电流,使电流的分配更加合理,改善了系统在弱磁区的动态性能。     

矩阵变换器-异步电机矢量控制系统仿真研究

研究了将矩阵变换器的空间矢量脉宽调制与异步电机转子磁场定向矢量控制相结合的组合控制策略,并采用MATLAB对矩阵变换器的输入电压波形、输入电流波形、电机空载启动转矩波形、电机空载启动转速波形以及在电机突加负载时的转矩波形等进行仿真。仿真结果表明了采用组合控制策略的矩阵变换器-异步电机矢量控制系统具备良好的调速性能,并且较交-直-交电压型PWM变频调速系统而言具有更多的优势。     

新型交替极永磁游标电机的优化设计与分析

为解决适用于低速场合的永磁游标电机永磁体极数多的问题,通过提高电机的输出性能,提出一种新型交替极永磁游标电机拓扑。通过有限元法对比4种不同的励磁永磁体配置,研究Halbach阵列增强交替极电机输出性能的方式;针对齿槽转矩与输出转矩,对电机的结构参数进行优化设计;最后,分析该电机的电磁性能、气隙磁密和谐波分布。仿真结果表明:与传统交替极电机相比,该新型交替极永磁游标电机在反电势、气隙磁密、齿槽转矩、输出转矩和电机效率上有较好的性能,适用于低速大转矩的应用场合。     

基于SVPWM的异步电机矢量控制调速系统仿真

将异步电机调速的矢量控制方法与电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术相结合。构建了以SVPWM信号驱动功率器件的异步电机矢量控制调速系统结构图,并用Matlab软件对该系统建模与仿真。仿真结果表明：该系统不仪具有矢量控制调速系统的优越性能,同时具有减少转矩波动,降低输出电流谐波,提高直流电压利用率等优点。     

异步电机V/F控制方法的死区补偿

异步电机V/F控制在低速运行的情况下会由于死区效应而产生扭矩的脉动,严重影响到电机的正常运行。使用电压矢量定向的方法对电流进行解耦,可以为判断电流换向的时机提供依据。与传统的直接判断电流方向的方法相比,通过电压矢量定向的方法能够更加准确地判断出电流的方向,在相同的情况下,电压矢量定向的死区补偿方法能够使电流波形更加圆滑,输出更大的转矩。     

带式输送机时变负载驱动特性的研究

随着带式输送机向长距离、高速度等方向发展,对其动态特性的研究极其重要。在输送机复杂驱动特性的研究领域中,将负载转矩理想地简化为恒定值,却忽略了电机转速和转矩是随负载力矩的改变而实时变化。针对此问题,首先在RecurDyn中基于Voigt输送带模型建立重锤式带式输送机动力学模型;然后利用Simulink搭建异步电机矢量控制模型;最后利用多领域协同仿真思想,用电机驱动带式输送机,将输送机的负载转矩反馈给电机形成闭环控制使其启动至稳定运行,对其电流与动态特性进行分析。研究结果表明：该模型输出的电机磁链和转速达到设定的期望值,相对误差分别为0.01%和1.29%,从而精准地控制带式输送机的启动,证明其运行规律符合实际运行工况,为带式输送机的机电一体化系统设计提供一种行之有效的研究方法与依据。     

三相开关磁阻电机直接转矩控制系统的研究

为提高开关磁阻电机的动态性能,将直接转矩控制方法应用于开关磁阻电机调速系统。以电磁转矩和磁链作为控制变量,比较给定转矩和反馈转矩以及给定磁链和反馈磁链的大小,给出磁链和转矩的增、减趋势,通过查询电压矢量表确定功率变换器的触发相位,使电机运行。在MATLAB/Simulink环境下,进行了开关磁阻电机直接转矩控制算法的仿真实验。结果表明,采用直接转矩控制策略可以改善开关磁阻电机的动态性能。     

基于SVPWM的异步电机矢量控制系统仿真

介绍了一种基于电压空间矢量调制的异步电机矢量控制系统.采用转速、磁链双闭环的矢量控制,对电机转矩直接进行解耦,通过电压空间矢量调制的方式,达到了理想的控制性能.仿真实验表明,该方法计算简单,易于实现,而且鲁棒性强,具有一定的现实意义.     

新型全数字电量转矩测量仪

在分析机械式转矩测量仪测量特点的基础上，从电机的动力学模型出发，推导出以电机定子电压、电流等电测信号为输入量的异步电机输出转矩计算公式。在此基础上，以，兀公司生产的TMS320240高速数字处理芯片为核心，外扩输入、采样、显示、保护、通信等电路构与一个高性能转矩测量仪，用于测量异步电机的输出转矩。对转矩测量仪的测量原理、各组成部分的电路构成等进行了详细分析、介绍，并给出了仪器的实验测试结果。     

内置式永磁同步电机驱动系统设计

基于内置式永磁同步电机(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, IPMSM)在两相旋转坐标系下的数学模型,结合电压电流约束条件,分析了最大转矩电流比(Maximum Torque Per Ampere, MTPA)控制策略和弱磁控制策略,确定了车用IPMSM的转矩控制方案。设计了以DSP为核心的硬件电路,开发了矢量控制软件,实现了模拟量采集、位置检测、参数管理和通信等功能,完成了IPMSM矢量控制运算。在电机实验台架上对驱动系统性能进行了测试,实验结果表明,该驱动系统能够对IPMSM进行有效地转矩控制,充分发挥电机的转矩输出能力,提高系统运行效率,满足电驱动车辆的使用要求。     

一种双滑模观测器的异步电机转矩闭环控制方法研究

为了提高异步电机的转矩控制精度,提出了一种基于双滑模观测器的异步电机转矩闭环控制方法。首先构建了一种反电动势滑模观测器的数学模型,该模型实现了反电动势的观测;同时,设计了一种磁链滑模观测器并采用数学模型表达,实现了磁链观测。然后,根据李雅普诺夫稳定性理论分析了所设计的滑模观测器的稳定性,并进一步研究了所设计的观测器的参数鲁棒性。然后对其进行仿真研究,其仿真表明,所设计的磁链观测方法和转矩闭环控制系统具有较强的参数鲁棒性,能够为异步电机的工程应用提供一定参考。     

永磁辅助式磁阻同步伺服弱磁控制系统的研究

论文结合永磁辅助磁阻同步电机的具体结构特点,将弱磁区域具体的划分为了三个区间,并针对每一区间的弱磁控制策略进行了推导;通过协同仿真的方法对基于电机参数辨识的最大转矩电流比控制的实用性与准确性,以及三大区间弱磁控制下PMaSynRM良好的调速性能进行了验证。希望通过本次研究能够对后期的相关工作有所帮助。     

大功率直驱风力发电系统直流侧电压复合控制策略

在开发大功率直驱型风力发电双脉宽调制（PWM）变流器的过程中,为有效抑制由于电机侧有功功率及电网电压的突变而导致的直流侧电压的大幅波动,提出了一种闭环控制与前馈控制相结合的直流侧电压复合控制策略,即在电流控制环中引入机侧有功功率和电网电压前馈控制。仿真实验有效验证了该方法的可行性。研究结果表明,这种控制策略与传统单纯的直流侧电压闭环控制相比,有更快的响应速度和更强的抗扰性能,有效地提高了系统的鲁棒性。