基于比例谐振控制的共直流母线开绕组永磁同步电机零序电流抑制技术

由于共直流母线的开绕组永磁同步电机系统存在零序电流回路,变流器调制产生的共模电压和永磁体自身反电动势零序分量构成的零序电压源会在电机绕组内产生零序电流,影响开绕组永磁同步电机的运行效率和稳定性。因此,提出一种基于比例谐振控制的零序电流抑制方法,在建立开绕组永磁同步电机及其零序回路数学模型基础上,通过设计基于比例谐振控制的零序电流闭环系统来控制变流器输出电压的零序分量,达到对零序电流的抑制目的。同时深入分析了所提零序电流抑制策略在开绕组永磁同步电机不同运行工况下的稳定运行能力。最后,通过构建开绕组永磁同步电机实验系统,验证了所提出零序电流抑制策略的有效性。     

共直流母线开绕组的少稀土混合磁材料永磁无刷电机系统零序电流抑制策略

为提高少稀土混合磁材料永磁无刷电机的功率密度和转矩输出能力,采用了新型共直流母线开绕组的逆变器拓扑结构。该结构会在电机绕组内产生零序电流,一定程度上影响了电机的运行效率和稳定性。为此,提出了一种解耦空间矢量脉宽调制法,有效提高了电机端电压利用率。对共直流母线情况下共模电压和零序反电动势均会导致3、9次电流谐波的问题,采用了具有针对性的重复控制器对零序电流进行闭环控制,在简化控制系统结构的同时,有效地解决了共模电压和零序反电动势的影响。最后,通过试验验证了所提方法的正确性和可靠性。     

共直流母线开绕组电机的移相解耦控制策略

传统的共直流母线开绕组电机驱动系统的调制策略主要有三种:交替子六边形脉冲宽度调制(PWM)、中间六边形PWM和解耦SVPWM,但单一调制策略下无法兼顾电压输出范围和零序电压。该文提出一种移相解耦调制策略,该策略是在解耦SVPWM的基础上将两个逆变器的电压矢量夹角也作为一个控制量,通过调节该夹角可以使驱动系统既有较宽的输出电压范围,又能在全输出电压范围内具有较小的零序电压。最后,利用基于dSPACEDS1007的实验平台,分别通过实验验证了所提方法的正确性和有效性。     

共直流母线型开绕组PMSM零序电流抑制策略

为抑制单边可控下的共直流母线型开绕组永磁同步电机存在零序电流的问题,本文提出了基于开关表的直接功率控制抑制零序电流的控制方法.通过建立开绕组永磁同步电机的数学模型,分析了单边可控下的共直流母线型开绕组永磁同步电机的电压矢量分配和定子磁链所在扇区.根据直接功率开关表选择合适的电压矢量,实现对系统零序电压抑制的目的.最后,...     

基于重构电压矢量的共直流母线型开绕组永磁同步电机改进直接转矩控制

针对共直流母线型开绕组永磁同步电机(OW-PMSM)基本电压矢量丰富、存在零序回路的特性,该文提出两种基于重构电压矢量的共直流母线型开绕组永磁同步电机改进直接转矩控制策略.为充分利用OW-PMSM所产生的电压矢量,定义19个重构电压矢量并基于此改进零序电流抑制方法,扩大直接转矩控制的备选电压矢量范围.根据重构矢量数量多...     

基于谐波抑制的共母线开绕组永磁同步电机减振控制

为了减少共母线开绕组永磁同步电机(OW-PMSM)驱动系统中的电流谐波,抑制由径向电磁力引发的电机振动,提出了一种基于零序电流闭环的零矢量重分配随机开关频率空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法。该算法通过选取的零矢量产生共模电压,抵消由非零电压矢量带来的共模电压,将零序电流闭环后动态抑制零序电流,有效地减少了相电流3次谐波含量。同时,针对调制策略固有的相电流高频谐波分量,通过SVPWM中开关频率随机化,使得开关频率及其整数倍处高频谐波幅值大大减少。试验结果表明,该方法能有效降低高低频段电流谐波幅值,实现OW-PMSM全频段的减振控制。     

开绕组异步电机零序电流控制策略

零序电流抑制是共母线和共中线开绕组拓扑应用所必须解决的技术问题,为了探讨虚拟信号重构思想在零序电流控制上的应用,并对比各种虚拟信号重构控制方案间的差异。通过对虚拟三相电流和虚拟两相电流方案进行数学分析,建立了虚拟电流方案的统一数学模型,并依据控制系统频域分析方法,从理论上揭示了各方案间的性能异同。基于三相时延、正交时延、一阶全通滤波器、二阶低通滤波器、二阶全通滤波器以及巴特沃斯滤波器搭配微分的虚拟信号重构方案间具有类似的控制性能,在应用中可以互相替换;而基于二阶广义积分器的方案相较于上述各方案具有更突出的动态响应性能,但会在控制带宽过大时失去稳定。最后,通过共中线开绕组异步电机零序电流的控制对理论分析的正确性进行了验证。     

开绕组直线游标永磁电机的矢量控制研究

直线游标永磁(linear vernier permanent-magnet, LVPM)电机具有高功率密度和高推力密度的优点,并且其制造成本和维护成本低,非常适用于城市轨道交通。但采用传统的单逆变器驱动LVPM电机时,直流侧母线电压的利用率偏低。本文通过分析LVPM电机的数学模型,研究了开绕组LVPM电机的空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation, SVPWM)策略,提出了一种目标矢量解耦控制策略,并搭建仿真平台进行了验证。仿真结果验证了上述方法的正确性。     

九相开绕组永磁电机SVPWM谐波抑制方法

该文针对九相半对称开绕组永磁电机驱动系统,提出一种新的调制方法实现谐波抑制,该方法通过分析逆变器开关状态与绕组电平状态之间的联系,使用电平组合替代开关组合的方式简化计算量。把电平组合对应的九组矢量集作为空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)的备选矢量,分析电平组合在不同谐波平面投影矢量之间的关系。以消除 3、5 次谐波电流为目标进行矢量选择,根据计算出的比例关系分配各矢量的作用时间。该方法可在省略谐波平面控制器的情况下,大幅度抑制 3、5 次谐波分量。最后,通过仿真和实验验证,证明了所提分析方法的有效性。     

共直流电源三相逆变器并联的零序环流分析及其抑制

当并联的逆变器共直流电源时，若各台逆变器的参数不一致将会引入零序环流，文中首先建立了零序环流的数学模型，并提出了相应抑制零序环流的控制策略，最后在两台共直流电源的三相逆变器并联系统中给出了相应的仿真分析结果。     

基于预前控制异步电机直接转矩控制方案的研究

在传统异步电动机直接转矩控制方案中,由于负载的变化规律不可预测,因此其常会带来功率器件开关频率的较大变化,为此提出了一种基于预前控制的异步电动机直接转矩控制方法。该方法依据前一个周期的磁链和转矩误差,对下一个开关周期所应施加到异步电动机的定子电压矢量进行预测,然后借助空间矢量PWM的方法,合成此开关电压矢量。样机实验结果表明,该方案不但能维持逆变器的开关频率基本恒定,而且还具有比传统直接转矩控制更为优良的动静态特性。     

开绕组电机系统拓扑及控制技术研究综述

开绕组电机系统是将常规电机的绕组中性点打开,两端各串接一个变换器而形成的一种双端供电的新型电机系统拓扑结构。开绕组电机系统具有输出功率高、供电模式和电压矢量调制方式多样、控制灵活、冗余性和容错性强等优异特性,在高功率、大容量、宽运行范围场合具有广阔的应用前景。通过对开绕组电机系统在国内外的研究和发展现状进行了分析和总结,介绍了开绕组电机系统的多种拓扑结构及其多电平特性,对开绕组电机系统的控制技术进行了全面综述,总结了开绕组电机系统的特性,讨论了其未来的发展趋势。     

二重化并网变流器的控制及环流抑制研究

针对二重化并网变流器,建立了数学模型并分析了零序环流的产生机理。在理论分析的基础上,提出了一种有效的二重化并网变流器控制及环流抑制策略。该策略在调制部分应用正弦脉宽调制(SPWM)等效空间矢量调制(SVM)思想,提高了系统直流电压利用率,同时简化了调制策略的复杂性;该策略在控制部分采用电压电流双闭环控制策略与零序分量单闭环策略相结合的方法,较好地实现了两个并网变流器间的均流和零序环流的抑制。理论分析和实验结果表明所提策略控制方法简单易行、控制效果较好,特别适用于工业化应用。     

永磁同步电机共模电压抑制算法的研究与实现

抑制共模电压、降低电磁干扰、提高电机的使用寿命,从共模电压产生的机理出发,对传统的七段式SVPWM、五段式SVPWM和无零矢量SVPWM（NZPWM）三种调制方法产生的共模电压进行了对比研究,并通过了仿真和试验验证。仿真和试验结果表明,无零矢量SVPWM控制方法可以将共模电压的峰峰值降低为传统控制算法的三分之一,有效的抑制了共模电压,提高了电机的安全性和可靠性。     

开绕组电机驱动用双逆变器死区效应补偿方法

与传统两电平逆变器的死区效应不同,开绕组电机驱动系统中双逆变器的开关死区将导致零序电压和零序电流,使绕组电流出现低频次谐波,影响系统的性能。提出了一种双逆变器开关死区导致的零序电压的补偿方案,通过扩展占空比最大的一路开关信号的导通时间,来插入一个补偿电压矢量,利用补偿电压矢量产生的零序电压抵消开关死区导致的零序电压,从而抑制系统的零序电压和零序电流。通过在开绕组感应电机驱动系统中的仿真和试验,验证了死区补偿方法的有效性。     

基于电流无差拍控制的PWM整流器

给出了三相电压型PWM整流器(VSR)的拓扑结构和数学模型,基于三相VSR在两相同步旋转坐标系下的离散数学模型,提出了对网侧电流实施无差拍控制的方法,并通过SVPWM方法进行调制,以TMS320F2812为核心,对三相VSR进行闭环控制.介绍了系统的硬件和软件设计,实现了三相VSR的全数字控制.实验结果证实了该方法的正...     

三电平逆变器SVPWM过调制控制策略综述

有效地利用过调制控制策略,能够提高逆变器的输出电压,对提高电动机的动态响应速度和扩大稳定运行区域具有重要意义.主要研究了过调制产生的原因,总结了几种典型的过调制控制策略,讨论了它们各自的优缺点,并指出了现有过调制控制策略中存在的问题.