两个不同结构六相永磁同步电机串联驱动系统

由于多相电机较以前传统的三相电机优点明显,因此越来越受到关注.其优点之一就是多台多相电机可以进行串联,并且串联的多台电机由一台电压源型逆变器供电,减少了逆变器支路数量,使设备的体积大大减小.系统由一台对称六相永磁同步电机(PMSM)和一台夹角为0°的六相PMSM组成,两台电机的定子绕组按照一定的方式联接,运用矢量控制技术使两电机解耦,两电机实现独立控制.从电机的结构入手,分析两电机原理及串联规则,并建立两电机串联的数学模型,最后确定串联驱动系统的动态解耦性.     

基于定子谐波电流的六相永磁同步电动机双电机串联系统的仿真

电压型逆变器驱动多相电机运行时,虽然降低了转矩脉动,但却在定子绕组中出现了明显的低次谐波电流.抑制多相电机定子谐波电流的方法是串联电抗滤波器,电抗器与多相电机定子绕组电磁结构类似,使在多相电机中不产生旋转磁场的谐波电流在滤波电抗器中产生旋转磁场来抵抗谐波电流.据此提出一种新颖的两电机串联驱动系统,将电抗器换作一台多相电机,使谐波电流在这台电机中产生旋转磁场输出转矩,并且实现对两台电机转矩的独立控制.以双Y移30°六相永磁同步电动机(PMSM)为例,对两电机串联驱动系统建立数学模型并进行了仿真分析,仿真结果验证了串联驱动系统的可行性.     

基于自抗扰控制的对称六相PMSM与三相PMSM串联系统

多台多相电机串联驱动系统可以实现单台逆变器驱动多台电机的独立运行,与传统的多电机变速驱动系统相比有助于节省逆变器的数量和安装空间。多台多相电机串联驱动系统的转速调节多采用经典的PI控制,存在快速性与超调的矛盾,系统抗干扰能力比较弱。以对称六相和三相PMSM双电机串联系统为研究对象,将自抗扰控制(ADRC)应用到该串联系统的转速调节中,搭建起了基于ADRC速度调节器的对称六相和三相PMSM双电机串联驱动系统模型,通过仿真证明了自抗扰控制可以实现对转速的快速无超调跟踪,并提高系统的鲁棒性。     

零序谐波驱动六相PMSM双电机串联系统研究

研究了一种基于零序谐波驱动的双Y移30°永磁同步电动机(PMSM)双电机串联系统,分析了零序谐波驱动串联系统的工作原理,建立了两台PMSM定子绕组串联联结的相序转换关系,给出了串联系统的独立解耦矢量控制方法,并通过电机变速、变载运行的仿真研究,验证了该串联系统的可行性。     

基于谐波效应补偿的对称六相与三相PMSM串联系统解耦控制研究

以凸极式对称六相与三相PMSM串联系统为研究对象,针对低次空间谐波导致串联系统不解耦问题,以电机含有空间2次谐波为例,建立起考虑2次谐波耦合的串联系统数学模型,设计了基于谐波效应补偿的对称六相与三相PMSM串联系统解耦控制策略。根据串联系统的数学模型和两台电机的实时运行状态,在两台电机各自的转矩控制环节分别进行补偿。仿真结果表明,所提控制策略消除了两台电机转矩上的脉动量,两台电机的运行状态可以独立调节、互不影响。     

基于SVPWM的对称六相与三相PMSM串联系统的无传感器控制

以对称六相与三相PMSM双电机串联系统无传感器控制为研究对象,在两相同步旋转坐标系下,对电机模型进行离散化,按照扩展卡尔曼滤波(EKF)算法的基本思路设计六相电机和三相电机的位置观测器,研究了该串联系统id=0矢量控制的两个不同频率输出的SVPWM策略,明确了空间电压开关矢量工作周期的计算方法和工作子空间的确定方法。仿真结果表明:电机串联系统中的两台电机的转速和转矩互不影响。     

六相串联三相PMSM缺相容错型低转矩脉动直接转矩控制

文中针对单相绕组开路故障下六相串联三相永磁同步电机(permanentmagnetsynchronousmotor,PMSM)串联系统,提出一种转矩、磁链精确控制的直接转矩控制策略。基于转矩、转矩角及定子磁链关系,采用变比例积分分离式PI分别在两个子空间计算一个控制周期内定子磁链增量;根据两台电机定子电压方程,计算出两个平面内电压矢量参考值;由零序平面电压方程计算得到零序平面电压;根据三个平面电压矢量计算健康相桥臂的占空比,实现两台电机的解耦控制,同时实现对两台电机转矩及磁链的精确控制。仿真与实验结果表明,所提占空比调制型直接转矩控制策略(duty cycle modulation direct torque control,DCM-DTC)能实现两台电机的解耦控制,系统故障切换前后可平稳运行,与传统直接转矩控制相比,转矩脉动与磁链幅值脉动大幅降低。     

双三相和两相永磁同步电机串联系统方法研究

基于冗余自由度独立控制和相序转换规则,实现多台多相电机的串联控制,提出一种由单台逆变器驱动一台双三相永磁同步电机和一台两相永磁同步电机的串联系统,建立了两台永磁同步电机串联系统解耦数学模型和相序转换规则,研究了串联电机间基波磁动势的相互影响关系,采用空间矢量调制技术对串联系统电机的变速、变载进行驱动控制。仿真结果表明:单逆变器驱动双三相和两相电机串联系统可以独立运行,转速和负载的变化对另一台电机没有影响。     

双Y移30°PMSM两电机串联系统的谐波效应

针对广义零序谐波驱动的双Y移30°PMSM两电机串联系统解耦运行的问题,利用绕组函数的概念,建立了双Y移30°PMSM集中绕组函数的傅里叶变换函数式,得到了第一台电机高次谐波与相串联的第二台电机基波电流耦合关系的磁动势表达式,分析了高次谐波对该串联系统解耦运行的影响规律。建立了第一台电机含5、7次空间谐波的串联系统多维空间下的数学模型,进行了变速、变负载的仿真研究,得出了5、7次空间谐波的耦合效应,揭示了该串联系统解耦控制对电机定子绕组设计的基本要求。     

考虑三次谐波抑制的对称六相与三相PMSM串联系统解耦控制

针对单逆变器驱动的凸极式对称六相与三相PMSM串联系统中六相电机反电势3次谐波导致零序电流过大的问题,建立了考虑六相电机反电势3次谐波的串联系统数学模型,提出一种带谐波抑制的串联系统解耦控制策略,利用多维空间矩阵变换,在互相垂直的三个平面内分别实现对2台电机的解耦控制以及零序电流的抑制。实验结果表明,所提控制策略实现了2台电机的解耦运行和对零序电流的抑制,六相电机相电流中三次谐波含量由40. 35%降低到1. 83%。     

六相永磁同步电动机矢量控制系统分析与仿真

分析了永磁同步电动机在六相静止坐标系下的数学模型,基于空间矢量解耦的方法,建立了六相永磁同步电动机在两相同步旋转坐标系下的数学模型。在Matlab/Simulink环境下构建了六相永磁同步电动机矢量控制系统仿真模型。仿真结果验证了所建数学模型和仿真模块的正确性,证明了六相永磁同步电动机矢量控制系统具有动态响应快、稳态精度高、转矩脉动小等优点。     

兆瓦级永磁直驱风力发电模拟实验系统设计

构建完备的永磁直驱风力发电模拟实验系统,并以此进行变流器与控制算法的实验研究,是开展风力发电变流器系统关键技术研究的必要与有效手段。为有效缩短实验系统开发周期,搭建了基于RT-Lab实时仿真系统的兆瓦级永磁直驱风力发电模拟实验系统,其主要包括脉宽调制整流器控制和六相永磁同步电机矢量控制两大部分。特别地,为实现六相永磁同步电机的完全解耦,提出了一种基于矢量空间解耦变换的同步旋转坐标变换矩阵,将基波电流分量与谐波电流分量实现解耦,同时转化为不同子空间的直流量。实验结果证明了该模拟实验系统的可行性和有效性。     

A six-phase series-connected two-motor drive with decoupled dynamic control

This paper analyzes a six-phase two-motor drive, consisting of a six-phase voltage-source inverter (VSI), a six-phase induction machine, and a three-phase induction machine. Stator windings of the two machines are connected in series in an appropriate manner. This enables full decoupling of the dynamics of the two machines by means of vector control. Detailed mathematical modeling of the system is performed and the set of d-q equations, describing the two machines connected in series to a six-phase VSI, is developed. The resulting model clearly shows the possibility of independent vector control of the two machines, although a single VSI is used as the supply. An experimental rig is constructed and existence of the decoupled dynamic control of the two machines supplied from a single VSI is fully verified by extensive experimental testing.     

六相感应电机的无源性控制研究

无源性控制从能量的角度分析电机控制系统,具有形式简单、无奇异点、鲁棒性好等特点。对六相感应电机的无源性控制进行研究,得到六相感应电机的欧拉-拉格朗日(E-L)模型,证明六相感应电机E-L模型的无源性。在此基础上,利用无源性控制原理,设计六相感应电机的转矩控制器和转速控制器。在Sim-ulink环境下,进行六相感应电机无源性控制的动态仿真。仿真结果证明了基于此算法的六相感应电机控制系统能很好地跟踪速度给定,具有较好的动态与静态响应能力。     

基于新型趋近律的六相永磁同步电机滑模控制

为了提高六相永磁同步电机调速系统的动态特性,提出一种新型滑模趋近律,在传统指数趋近律的基础上,引入系统状态变量设计双变指数趋近律,抑制滑模控制抖振,并提高滑模趋近速率。使用该趋近律方法设计一六相永磁同步电机滑模速度控制器,并与传统指数趋近律、PI控制器分别进行试验比较。研究表明,在电机起动、稳态和突加负载三种状态下,新型趋近律在转速响应和转矩响应都优于指数趋近律和PI控制,该速度控制器能有效提高系统的静、动态特性与鲁棒性。     

矢量控制下永磁同步电机的参数测量

基于矢量控制原理，介绍永磁同步电机参数测量的一种新方法。该方法利用dq坐标系上永磁同步电机的数学模型，以及处于矢量控制下，同步电机电枢磁场和永磁磁场之间的关系，借助于同步伺服系统实现永磁同步电机相关参数的测量，解决了永磁同步电机参数测量的难题。利用矢量控制情况下，电机启动制动过程中速度的线性变化过程，测量电机转子的转动惯量，为电机控制系统的数学建模与仿真分析奠定了基础。所提出的方法，不需要特殊的仪器和特别的测试要求，因而很适用于永磁同步电机参数的现场测量。     

基于小波神经网络与KNN机器学习算法的六相永磁同步电机故障态势感知方法

为了避免六相永磁同步电机在运行过程中因缺相引发更严重的电机故障和系统崩坏,需对电机在故障发生前进行提前预测判断和在故障发生后进行故障类型识别。根据故障下定子磁动势不变原理,推导Y移30°中性点隔离型六相永磁同步电机在各缺相故障下的数学模型。通过小波包分析方法提取故障工况下的特征值,构建小波神经网络模型对故障发生进行预测判断,避免系统误触发;构建KNN机器学习系统,对故障类型进行快速识别,以实现对故障态势的感知。利用MATLAB软件和Python的Scikit-Learn机器学习库进行仿真实验,对比验证该方法在六相永磁同步电机故障态势感知中可靠有效。     

永磁同步电动机矢量控制系统的仿真

由于矢量控制技术的发展,永磁同步电动机（PMSM）的调速获得了很大的发展,它已经可以和直流电机的调速相媲美,其中空间电压矢量脉宽调制（SVPWM）技术的应用越来越广泛。现采用了积分分离速度PID,结合SVPWM控制技术,通过Simulink建立永磁同步电动机控制系统的仿真模型。通过仿真证明了该控制模型的有效性。     

基于DSP的低速大转矩永磁同步电动机伺服系统研究

永磁同步电动机(PMSM)在许多领域得到广泛应用。为进一步对其发展进行研究,利用Matlab/Simulink建立了整个位置伺服系统的模型,并对调速系统和位置伺服系统分别进行了仿真。在此基础上,采用TI公司专用于电动机控制的TMS320LF240型数字信号处理器(DSP)作为核心,设计并开发了全数字化的PMSM矢量控制调速系统的软、硬件,简化了系统,并提高了系统的通用性。     

基于SVPWM的永磁同步电机控制策略研究

以风力发电项目为背景,应用电压空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)的控制方法,分析了永磁同步电动机矢量控制原理并研究了永磁同步电机的控制策略.详细讨论了建立永磁同步电机SVPWM控制系统仿真模型的方法,在Matlab7.0/simulink中建立了永磁同步电机SYPWM控制系统的模型,并进行了仿真实验.仿真结果表明本文论述的永磁同步电机SVPWM控制系统应用的正确性.