永磁同步电机磁链观测改进积分方法的研究

为了解决传统直接转矩控制(DTC)磁链观测电流模型对电机参数依赖较大,而电压模型积分方法会引入直流分量且易饱和,从而导致观测精度差的问题,对永磁同步电机定子磁链的电压观测模型的两种改进积分方法进行对比,通过理论与仿真分析相结合说明,改进积分方法对观测效果的优化,尤其是不同转速下在直流偏置、幅值衰减和相位偏移方面的差异。通过实验验证改进积分方法相比于传统纯积分器的优势,证明了通过改进电压模型的积分方法能够显著改善定子磁链观测值的幅值衰减和相位偏移特性。     

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。     

一种改进的直接转矩控制系统定子磁链观测方法

传统的直接转矩控制系统的定子磁链电压-电流(u-i)观测模型存在低速性能差和直流偏置误差的问题,影响了系统的控制效果。现提出了一种新型的直接转矩控制系统的定子磁链观测模型,采用一阶低通滤波器替换u-i模型中的纯积分环节,并引入PI闭环校正环节来补偿磁链观测的直流偏置误差。实验表明,该磁链观测器精度高,对电机参数的鲁棒性好,并能够有效地解决直流偏移误差问题。     

一种改进的直接转矩控制系统定子磁链观测方法

传统的直接转矩控制系统的定子磁链电压-电流（u—i）观测模型存在低速性能差和直流偏置误差的问题，影响了系统的控制效果。现提出了一种新型的直接转矩控制系统的定子磁链观测模型，采用一阶低通滤波器替换u-i模型中的纯积分环节，并引入PI闭环校正环节来补偿磁链观测的直流偏置误差。实验表明，该磁链观测器精度高，对电机参数的鲁棒性好，并能够有效地解决直流偏移误差问题。     

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。     

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。     

改进型磁链观测器在双馈风电机组中的应用

磁链信息是双馈风力发电机控制器有效转矩控制的基础,针对双馈风力发电机提出了一种新型的带前馈补偿的电压模型观测转子磁链的方法。该方法能有效解决纯积分器存在的直流偏置、积分饱和等问题;采用预估磁链来补偿由于惯性环节带来的相位滞后。通过仿真实验对纯积分器和改进型磁链观测器进行了对比,仿真结果可看出,改进型磁链观测器能很好地抑制直流偏置产生的漂移。在此基础上建立了双馈风力发电机模型和磁链观测器,结果表明该磁链观测器的有效性,可行性。     

新型异步电动机滑模变结构速度观测器的研究

提出了一种新型异步电动机滑模变结构速度观测器,利用定子电流计算值与实际值的偏差来计算电动机的转速.该观测器由转子磁链观测、定子电流计算和滑模控制器3部分组成,其中转子磁链观测部分采用改进的电压模型,有效解决了传统电压模型固有的直流偏置误差和初始值积分误差问题,实现磁链的准确观测.最后,结合异步电动机无速度传感器的矢量控...     

新型锁相环定子磁链观测器

在交流电机转矩控制系统当中，需要对电机输出电磁转矩进行观测。准确观测定子磁链是实现转矩精确观测、控制的必备条件。传统磁链观测大都采用对电压积分求得磁链的方法，这种方法会因为直流量偏差的引入而导致积分器饱和。近来提出一种基于锁相环原理的电机定子磁链观测器，可以消除积分飘移以及滞后现象。但是这种磁链观测器只能在静止两相坐标系下对交流电压输入进行观测，而且电机低速运行时的磁链位置观测性能很差。该文提出了一种新型的基于锁相原理的磁链观测器，极大地改善了低速时观测器的稳定性，可以在旋转坐标系下对直流旋转电压进行磁链观测。仿真和试验都验证了这种磁链观测模型的稳定性以及对输入电压的快速跟踪能力。     

一种基于定子磁场定向矢量控制的异步电机磁链观测模型

对比了常用的几种异步电机定子磁链的观测方法,针对纯积分环节及一阶惯性环节模型的直流偏置和相移问题,以及低速下磁链电压模型观测结果受定子电阻变化影响较严重的问题,引入了电流模型对电压模型进行补偿,提出了一种基于截止频率及增益可变的串联低通滤波器的新型电压-电流磁通观测模型.仿真及实验结果表明,该模型在较宽的调速范围内具有较好的磁链估计效果及对定子电阻变化的鲁棒性.     

基于改进虚拟磁链的dq谐波检测方法

为了提升传统dq谐波检测法对网侧电压畸变的应对能力,提出一种基于复合二阶广义积分器的虚拟磁链定向的谐波检测方法。该方法采用虚拟磁链作为同步参考坐标系锁相环的改进环节,利用复合二阶广义积分器替代常规低通滤波器,消除了传统dq谐波检测方法由于三相电网电压不对称和畸变等恶劣工况造成的检测误差,并能准确锁定电网相位角和频率。仿真和实验结果表明,改进后的谐波检测方法不受电网不平衡和波形畸变的影响,所得基波正序电流基本不存在畸变,且能够准确跟踪频率的变化,证实了本文所提出的基于复合二阶广义积分虚拟磁链定向的谐波检测方法的有效性。     

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。     

电励磁同步电动机磁链观测模型

在对电励磁同步电动机磁链的观测时,电流模型易受电动机参数变化的影响,并且为开环控制,观测不准确;传统电压模型存在直流偏置和积分误差,新电压模型解决了上述两个问题,但低速启动时,定子电阻压降影响较大.针对上述问题,结合电流模型与新电压模型各自的优点,通过仿真分析,得到了适合全程观测的综合磁链模型.使低速时的电流模型和高速时的新电压模型能平稳过渡,从而提高了整个运行范围内磁链观测的准确度.     

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。     

基于电压电流混合模型的新型磁链观测器

针对传统磁链观测器存在的积分饱和及直流漂移等问题,提出一种改进的电压电流混合模型磁链观测器。通过对定子磁链观测器的理论分析,对传统电压模型积分方法进行改进并结合电流模型磁链观测器,提出了基于电压电流混合模型的磁链观测器,可以在全速范围内观测到精确的定子磁链,解决了在不同转速下,直流偏置、幅值衰减和相位偏移等问题。混合磁链观测器在中速区存在相位误差,引进补偿环节,对混合模型的输出结果进行相位补偿,降低了饱和效应引起的误差影响,提高了磁链观测器的动态性能。通过仿真对比,验证了改进混合模型磁链观测器在永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制中的可行性和优越性。     

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。     

基于反电动势与磁链正交性的异步电机电压模型积分改进算法

在异步电机高性能控制方案中,电机磁链的准确观测是其核心问题之一。基于电压模型的磁链观测算法因具有中高速区参数鲁棒性高等优点而得到了广泛应用。然而,在实际使用时,电压模型的纯积分运算会因积分初始时刻的问题和积分量中微小的直流偏置而导致错误结果,进而影响了电机高性能控制的实现。针对该问题,本文在详细分析反电动势与磁链的各组成分量的基础上,提出一种基于反电动势与磁链正交性的积分改进算法。该算法将基于正交性获得的信息通过PI调节器得到反电动势的校正分量,再通过校正分量修正反电动势进而得到正确的积分结果。理论分析表明,在一定条件下,积分结果中的直流偏置可以完全得到消除。本文通过仿真和实验,验证了该改进积分方法良好的性能,也验证了关于完全消除积分结果中的直流偏置的理论分析的正确性。     

柔直换流器单滑模观测器电网电压观测方法

常规柔直换流器电网电压观测方法需要设计多个观测器，使用多个滤波器，且受直流偏置的影响。为此，提出了一种基于单滑模观测器和单三阶广义积分器的柔直换流器电网电压观测方法。首先介绍了基于滑模观测器的电网电压观测方法。然后通过充分利用二阶广义积分器的优点，提出了一种基于单滑模观测器和单二阶广义积分器的电网电压观测方法。为了实现直流偏置抑制，进一步分析了三阶广义积分器的输入输出关系，并最终提出了一种基于单滑模观测器和单三阶广义积分器的电网电压观测方法。所提方法仅需使用1个滑模观测器和1个三阶广义积分器即可实现电网电压观测，并消除直流偏置的影响。对比仿真和实验研究验证了所提方法的有效性。     

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.     

直接转矩控制中定子磁链观测方案对比研究

定子磁链的有效观测直接决定转矩控制的稳定性。针对纯积分观测定子磁链存在的问题,对一阶惯性环节、幅值限定的改进积分器、一阶惯性环节串联HPF三种定子磁链观测方案进行了深入比较分析。定量分析了一阶惯性环节中截止频率对相位和幅值偏差的影响,给出了截止频率的选择依据;结合原理结构图分析了幅值限定改进积分器的效果;对比幅频特性图并得到带补偿的一阶惯性环节串联HPF环节。对幅值限定的改进积分器较一阶惯性环节带来幅值和相位的误差进行了补偿;而一阶惯性环节串联HPF则可以完全消除直流偏置和积分初值问题,进一步提高定子磁链的估算精度。通过仿真和试验进行了对比验证。