无刷直流电机无位置传感器矢量控制系统

针对反电势波形是准正弦波的无刷直流电机,采用无位置传感器矢量控制实现速度和电流双闭环控制。在零速和低速阶段采用I-F起动方式,当电机运行到一定速度时,平滑切换到无位置传感器矢量控制方式,电机转子位置和速度的估计采用切换函数为变增益变边界层的Sigmoid改进型滑模观测器。实验结果表明,利用无传感器矢量控制方法可以实现无刷直流电机的正常起动、变速控制和稳定运行且具有良好的控制效果,该方案具有一定的工程应用价值。     

变频器的电压空间矢量调制控制技术研究

本文研究为铁道客车空调机组供电的电压空间矢量调制变频电源。该变频器采用开环变频起动和稳态输出电压闭环控制方式，控制和保护功能由DSP数字信号处理器实现。本文通过系统辨识建立了电压空间矢量调制变频器的模型，讨论了数字电压调节器的设计。在查表法的基础上提出“复用空间矢量法”，改善了低频输出电压的波形质量。给出了基于电压空间矢量调制的40kVA原理样机的实验测试结果。     

关于无速度编码器变频矢量控制的启动特性分析

无速度编码器的变频矢量控制是一种控制特性较好且无需安装编码器的矢量控制方式,然而在使用中常发生低频时力矩不足的情况.分析该控制方式下的启动特性,发现低频时较大的压降不能得到有效补偿是导致力矩不足的根本原因,总结出在启动转矩要求较为严格的现场设备中,只能通过增加速度编码器,用实际监测值代替计算所得值,才能满足高转矩的启动要求.     

三菱电机全新一代变频器FR-A800系列耀世登场

FR-A800系列变频器作为三菱电机全新一代First-Class级驱动产品,拥有一流的驱动性能,实时无传感器矢量控制时,运行频率可达400 Hz;具有大转矩起动能力[在0.3 Hz的超低转速下可实现200%的最大输出转矩（0.4~3.7 kW）];同时还可驱动永磁同步电机。     

变频器的电压空间矢量调制控制技术研究

和SPWM控制相比,空间矢量调制(SVM)技术对直流母线电压的利用率高,适合数字实现.本研究项目是为铁道客车空调机组供电的电压SVM控制变频电源,变频器采用开环起动和稳态电压闭环控制,讨论了恒定V/F控制和电压闭环调节的实现原理,在查表法的基础上提出"复用空间矢量法".该方法可以提高开关频率,降低低频输出电压的失真度并节省存储空间.通过系统辨识建立了电压空间矢量调制变频器的模型,设计了数字电压调节器.仿真和40kVA原理样机的实验测试结果证明所提控制方案可行.     

一种无位置传感器PMSM快速平滑起动方法

研究一种适用于利用反电动势估计转子位置的无位置传感器矢量控制起动策略。起动阶段使用转速开环、电流闭环控制方式,正常运行阶段为速度-电流全闭环控制。在两种控制方法切换过程中,使用2个过渡状态,以追求快速平滑切换。第一过渡状态使q轴电流平滑减小,以减小给定转速坐标系和估计转子坐标系的误差角;第二过渡状态使矢量控制使用的转子位置信息从给定转速积分得到的转子位置平滑过渡到估计转子位置,完成平滑起动过程。实验结果表明该方法是正确且可行的。     

高压变频器的起动及瞬时停电控制

为提高大功率高压变频器在风机水泵类负载应用中的起动性能,提出了基于变频器输出电流反馈的起动控制方法;同时为保证变频器在电源瞬时停电条件下能够连续运行,给出了一种基于变频器直流电容电压反馈的闭环控制方法,并分析了其适用条件。仿真和试验结果验证了上述方法的正确性。     

切换时需要考虑继电器动作或串联电抗器吸收相位差

变频器本身是控制电动机的,电动机有一种工况就是变频器起动到与电网同步,需要长期在与电源频率相同的情况下运行,而变频器如果直接用同步频率来驱动电动机,因为变频器还有损耗,所以电动机在电网的频率下运行而切掉变频器会更好,就是指直接用电网的50Hz电能比用变频器产生的50Hz电能而减少了变频器的损耗。     

CHV190开环矢量控制在固定式门座起重机上的应用

目前起重机的起升电机都采用闭环矢量控制,具有定位精度高,机械特性硬,动态响应快,起动力矩大等优点,但这必须安装轴编码器采集电机的转速信号,在很多老式门座机改造的现场,加装轴编码器困难很大,无法实现闭环矢量控制。然而英威腾CHV190系列起重提升专用变频器采用开环矢量控制,也能实现门座机平稳起制动,确保良好控制不溜钩。本文就是一个CHV190在固定式门座机开环矢量控制改造的实例。     

基于SPC1068的步进电动机可控转矩矢量控制

步进电动机在运行过程中存在低频振荡和失步现象。以SPC1068作为主控芯片,将两相混合式步进电动机转矩作为可控变量,通过计算获得达到预期转矩的最优交、直电流,进行矢量控制和PWM控制,向电机绕组施加控制电压。通过增量式旋转编码器,将转子位置实时反馈给主控芯片,实现对电机转矩、电流的双闭环控制。仿真结果证明,通过对电机转矩进行有效控制,能保持电机运行状态稳定,有效抑制电机低频振荡、失步堵转的现象。     

A high-speed vector-controlled spindle motor drive with closedtransition between with encoder control and without encoder control

A 40000-r/min vector-controlled induction motor drive is introduced. The vector control of induction motors has been widely accepted in spindle drives of machine tools where they replace conventional DC motors because of the low maintenance requirements. Another important feature of the AC spindle drive is its high-speed capability. The magnetic encoder is most widely used as the speed detector because it is suited for use in an adverse environment. However, the magnetic encoder with high resolution and a high S/N ratio loses the output pulses at extremely high speed. In the drive system introduced, the conventional vector control is used in the low-speed range, and the vector control without the encoder is used in the high-speed range. Close transition between two modes is made without interrupting the operation     

超低速、高可靠空间二维转台伺服控制系统设计

为了实现空间二维转台在轨高可靠性和低成本的应用,同时具有低速平稳运动、高精度跟踪和360°全范围连续工作等能力,建立了以FPGA芯片为核心的步进电机矢量控制系统,通过电流正弦细分表的PWM斩波调节实现步进电机的128细分精准控制,以21位光电编码器作为位置反馈,谐波减速器作为传动机构,实现了二维转台的开环控制、速度实时...     

Closed-Loop Control of Medium-Voltage Drives Operated With Synchronous Optimal Pulsewidth Modulation

Inverters for medium voltage drives operate at reduced switching frequency so as to restrain the dynamic losses of the power semiconductor devices. The resulting current harmonics can be reduced by synchronous optimal pulsewidth modulation (PWM), provided that steady-state conditions prevail. Transient conditions, however, interfere adversely with the optimal modulation patterns. Such conditions necessarily occur when the modulator forms part of a conventional closed-loop control scheme. Trajectory tracking control is employed to achieve high dynamic control in conjunction with synchronous optimal PWM. An optimal trajectory of the stator flux linkage vector is derived from the pulse pattern in actual use. The stator flux linkage vector is forced to follow this target trajectory. Modifying the target trajectory in transient conditions enables closed-loop torque control in a deadbeat fashion while conserving optimal modulation. Experimental results obtained from a 30-kW prototype drive operated at only 200 Hz switching frequency demonstrate the effectiveness of the approach.      

基于矢量控制的工业缝纫机用低成本永磁同步电动机驱动系统

给出一种低成本工业缝纫机用永磁同步电动机(PMSM)驱动系统方案。首先通过改进永磁同步电动机的结构,简化了加工工艺,同时采用简易的光电编码器作为位置传感器,选用新型器件设计了低成本高性能的驱动控制器硬件系统。基于矢量控制技术,进行了驱动控制系统的软件设计。采用PID控制策略,实现驱动系统的加速、减速、调速及准确定位等控制功能。所设计的系统满足工业缝纫机的性能需求,动态响应良好,而且降低了驱动系统的成本。实验表明系统方案可行。     

增量式编码器测速的典型问题分析及应对策略

作为一种常用的测速设备,增量式编码器在电机控制中发挥着重要作用。为了能够更好地利用编码器提高测速和控制效果,本文讨论了编码器应用中常见的几种典型问题。首先,本文根据T法和M法测速原理确定了测速方法的选择依据,根据查询方式和中断方式程序执行的特点分析了如何合理选择软件实现方式。然后,针对低分辨率编码器的情况,提出了一种连续中断T法测速方法,该方法实现比较简单,可以最大程度地利用编码器脉冲、减小测速延时。同时以科研过程中实际遇到的问题展示了编码器安装误差对测速精度的影响,并分析了这种情况下如何选取测速方法。最后,在异步电机试验台上进行了实验,实验结果证明了本文对上述问题的分析及所提应对策略的合理性和有效性。     

基于RTDS的抽水蓄能机组静止变频器启动技术研究

大型抽水蓄能机组对于电力系统调峰、填谷起到十分重要的作用.目前抽水蓄能机组的启动普遍采用静止启动变频器(SFC)方式,静止变频启动方式的关键在于在0～50Hz的转速变化范围内,系统能否准确快速地检测到转子位置.采用无速度传感器的电气方法测量出转子位置角,通过空间矢量控制对无速度传感器的大功率同步电机变频启动的控制算法进行深入研究,并通过RTDS仿真系统验证本文提出的启动控制方案的正确性.     

无刷双馈电机的矢量解耦控制方法

无刷双馈电机(BDFM)特殊的结构特点,可以大大降低调速系统的容量,使其在调速系统中有着巨大的潜能.在国内外对BDFM研究的基础上,分析了目前在BDFM的闭环控制中基于同步参考系数学模型的矢量控制策略的实现.尽管标量控制可以用于低性能的调速系统,但迫切需要新型的控制策略来改善其动态性能,以扩大其应用范围.采用矢量解耦控制是一种有效可行的方法.     

Design and implementation of a closed-loop observer and adaptivecontroller for induction motor drives

This paper discusses the implementation and experimental results of a closed-loop rotor flux observer and model reference adaptive system (MRAS) of a direct field-oriented control (FOC) of an induction motor drive. The motor was supplied from a high-frequency (20 kHz) AC resonant link via a MOS-controlled-thyristor (MCT)-based bidirectional converter. Hardware and software implementations of the various motor control functions are presented. The closed-loop observer combines the current and voltage models via a speed-dependent gain (SDG). The current model was formulated to operate in the rotor reference frame and requires only an encoder angle and not the actual rotor speed for implementation. The closed-loop observer permits the use of a pure analog integrator to calculate an adequate stator flux. The use of an AC resonant link further complicated an all-digital calculation of the stator flux. The observer and adaptive controller were tested on a 400-Hz 2-hp induction motor for low and high speeds. The closed-loop observer showed sensitivity at low speeds to the rotor circuit time constant which attributed to the current model rotor flux estimation. At high speed, the closed-loop observer followed the voltage model rotor flux estimation attributes. The MRAS was able to improve the complete speed response by correcting the current model rotor flux observer for errors in estimation of its parameters     

基于多电平随机脉宽调制技术的共模电压和谐波抑制方法

在PWM电机驱动系统中,多电平逆变技术可以降低系统中的共模电压和谐波含量,但是由于开关频率是固定的,在开关频率处的谐波仍很大。随机开关频率空间矢量调制技术可以通过对零矢量的控制,实现对共模电压的抑制,并且开关频率的随机化,使得开关频率处的幅值较大的谐波分散为一定带宽的幅值较小的谐波,降低了谐波的幅值。给出了混合型七电平逆变器的拓扑结构及控制方法,将高压单元的低频输出和低压单元的高频输出进行叠加,实现七电平的电压输出。分析了不同的开关状态对共模电压的影响,提出了用于共模电压抑制的矢量选择方法和用于降低谐波的开关频率随机化方法,仿真和实验结果显示,多电平逆变技术和随机脉宽调制技术的结合使用,大大降低了系统的共模电压和开关频率处的谐波分量。