绕线式异步电动机调压节能控制研究

根据大功率绕线式异步电动机轻载、空载运行时功率因数小、运行效率低的特点,探究大功率绕线式异步电动机的调压节能方法。首先,针对当前绕线式异步电动机节能控制方法的不足,提出了一种恒功率因数与最小电流法相结合的分区复用节能控制方法;其次,基于Matlab/Simulink环境搭建了绕线式异步电动机分区复用节能控制系统仿真模型;最后,得出了分区复用控制下绕线式异步电动机功率因数、定子电流变化关系,验证了轻载、空载时异步电动机在分区复用控制下节能控制效果的优越性。     

交—直—交电压型SPWM变频调速应用技术170问

十四、矢量控制浅说 矢量控制的构思简介 143.异步电动机调速时难以控制的原因是什么? 主要原因有: (1)励磁电流和负载电流都在定子回路内,无法分开。 (2)定、转子电流都是周期性变化的时间矢量,而定、转子磁通又是绕定子旋转的空间矢量,难以准确地进行控制。 144.矢量控制的基本构思是怎样的? 由电动机原理知,异步电动机的三相旋转磁场系统可以等效地变换成一个旋转的直流磁场系统。它有两个其磁场互相垂直的独立直流电路,电流分别为i_M和i_T。i_M是励磁电流;i_T是转矩电流,相当于直流电机的电枢电流。这样的系统犹如一台旋转着的直流电动机,从而可以和直流电动机一样地进行控制。 控制的大致设想如图13-1所示。     

异步电动机周期性负载下最优电压跟踪技术研究

根据交流异步电动机在实际生产中处于周期性变工况状态下运行的特点,探究了异步电动机处于空载、轻载运行状态下,调节电源电压进行节能运行的电压调节空间;从导出的不考虑和考虑杂散损耗最优电压控制曲线上,确定了考虑杂散损耗最优电压控制方式;基于现场电流采集形式,搭建了对应的异步电机定子电流-最优电压跟踪仿真模型,证明了设计的最优电压跟踪方案的可行性。     

流体类负载下的异步交流电动机速度反推控制

针对流体类负载的特点,提出一种基于非线性控制策略的反推控制,实现了速度闭环控制.根据异步电动机在按转子磁场定向的M-T旋转坐标系上的数学模型和矢量控制原理,得出定子励磁电流分量、定子转矩电流分量和电机转速的方程,并以这三个方程为基础,结合反推控制原理,设计出了速度反推控制算法.通过MATLAB仿真看出,使用该控制算法可以很好的实现跟踪给定速度,使流体类负载有很好的稳定性能.     

流体类负载下的异步电动机速度反推控制研究

针对流体类负载的特点,提出一种基于非线性控制策略的反推控制,实现了速度闭环控制。根据异步电动机在按转子磁场定向的M-T旋转坐标系上的数学模型和矢量控制原理,得出了定子励磁电流分量、定子转矩电流分量和电机转速的方程,并以这三个方程为基础,结合反推控制原理,设计出了速度反推控制算法。通过MATLAB仿真看出,使用该控制算法可以很好地实现跟踪给定速度,使流体类负载有很好的稳定性能。     

异步电机最大转矩电流比控制方法研究

最大转矩电流比控制技术可以使同样负载下的电机定子电流达到最小,从而减小电机和逆变器的损耗,提高整个系统的效率,同时也减小逆变器的电流应力,提高电机输出转矩的能力。主要对基于转子磁场定向的异步电机最大转矩电流比控制进行了分析讨论,并建立了数学模型。仿真和实验结果表明,设计的控制方案能够在轻载下减小定子电流,提高电机效率。     

异步电动机轻载节能运行新型策略及实现

针对轻载运行异步电动机能源浪费严重的实际情况,提出了异步电动机节能运行新型策略,进行了节能机理的分析。通过分析指出,异步电动机起动时应采用恒流软起动,轻载运行时按最大综合力能指标原则进行调压则有最优的节能效果。进行了节能系统的仿真和实验研究。仿真和实验结果都说明了该控制策略正确可行,可以取得异步电动机较好的节能效果。     

基于电流边界限制条件的异步电动机弱磁控制

在空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制策略下,通过分析异步电动机电流限制圆与电压限制圆的特性,结合电动机调速的实际应用情况,提出了一种基于电流边界限制条件的弱磁控制策略。该方法在调节励磁电流后能够使输出转矩电流逼近转矩电流限制条件,进而使定子电流矢量逼近电流限制圆。相对于电压闭环弱磁控制,该法可以将最大励磁电流作为励磁电流初始值,提高恒转矩区转矩的输出能力。在弱磁区不需要考虑电压裕量的问题,可以充分利用电压的输出能力,提高弱磁区转矩的输出能力。鉴于励磁电流调节过程的非线性,同时引入了模糊PI控制器,使得调节过程更加精确,具有更好的动、静态特性。     

基于矢量控制的步进电动机细分驱动技术

将矢量控制思想应用于三相混合式步进电动机细分驱动系统设计中,将步进电动机定子电流矢量分解为产生磁场的励磁电流和产生转矩的转矩电流,并根据磁场定向原理分别对励磁电流和转矩电流进行控制,进而实现步进电动机恒转矩、等步距角任意细分驱动。同时,在常规SVPWM(空间矢量脉宽调制)算法的基础上,设计了一种SVPWM简化算法。该算法将电压矢量圆划分为3个区域,减少了算法的计算量,提高了系统的实时性。实验结果表明基于矢量控制的步进电动机细分驱动系统实现了步进电动机任意细分驱动,提高了步进电动机控制精度,增加了步进电动机的应用范围。实验结果也验证了采用SVPWM简化算法设计程序执行速度比常规SVPWM算法更快,具有一定的工程应用价值。     

J-K旋转坐标轴定向的矢量控制策略

考虑到传统矢量控制在空载或轻载时励磁电流损耗较大会导致运行效率降低,研究了一种基于j-k坐标轴的新型矢量控制方法。j-k坐标轴的定向角度超前传统的d-q坐标轴45°。在空载或轻载运行时,控制j轴一个方向的电流大小即可达到控制磁链和转矩的目的。励磁电流不再一直维持在额定值,而是随输出转矩的变化而变化。实验结果表明,可以减小励磁电流损耗,具有控制简单,动态性能良好的优点。     

基于双模态控制的异步电机并联运行方法的研究

针对两台电机参数和负载不一致的情形,在原有单台电机磁场定向矢量控制模型的基础上,结合平均的思想,推导出适合一个逆变器控制两台电机的磁场定向控制模型。该数学模型在矢量控制思想的核心下,利用定子电流的q轴分量控制电机的平均转矩,d轴分量控制平均转子磁通。由于PI控制和模糊滑模变结构控制在交流调试系统中的局限性,利用它们的各自优点,采用双模态控制方法对交流异步电动机系统进行控制。仿真结果表明,无论在启动时负荷不均衡、运行时负荷不均衡还是运行时负荷均衡情况下,该系统都能平稳运行,且具有较好的动态、稳态性能。该方案的研究对轨道交通意义较大。     

基于定子磁场定向的异步电机控制算法研究

此处探讨了一种基于d轴电流直接求解的定子磁场定向异步电机的控制策略.首先对定子磁场定向矢量控制的基本原理进行了介绍,在此基础上,推导了d轴电流直接求解公式,并建立了控制系统的数学模型.给出一种混合模型定子磁链观测器的设计方案,并通过Maltab/Simulink进行了仿真,在以TMS320F2812为控制器的小功率实验...     

双馈异步发电机滞环矢量控制策略的研究

根据双馈异步发电机组的运行特点,采用定子磁链定向的矢量控制技术,结合滞环电流控制技术,提出了一种新的转子励磁控制策略。利用Matlab软件建立了双馈异步发电机的仿真模型,对有功无功功率的解耦进行了仿真研究。仿真结果表明,该控制策略能够实现双馈发电机有功功率、无功功率的独立解耦控制。     

三电平逆变器驱动双定子绕组PMSM系统容错控制

为了提高三电平逆变器驱动双定子绕组永磁同步电机(PMSM)系统的运行能力,设计了一种针对缺相故障和开关管开路故障的新型容错控制策略。新方案基于矢量空间解耦(VSD)控制实现了2套定子绕组的整体转矩控制。新方案可以实现优化目标下的缺相故障容错控制,如最小电流幅值方差。此外,针对开关管开路故障提出了基于VSD的补偿方案,即通过调整开关调制策略,实现了系统对称运行。新型容错控制方案还能抑制电流谐波和直流母线中点电压偏差。最后,PMSM容错试验结果验证了新型控制方案的有效性。     

异步电机最小定子电流控制研究

最小定子电流控制技术可以使电机在同样的负载下使定子电流达到最小,从而可以减小电机和逆变器的损耗,提高整个系统的效率,同时也减小了逆变器的电流应力,提高电机输出转矩的能力.主要对基于转子磁场定向的异步电机最小定子电流控制进行了分析讨论,并建立数学模型进行仿真和实验.     

基于滑模变结构的PMSM直接转矩控制

分析了永磁同步电机(PMSM)数学模型,设计了一种新颖的基于空间矢量脉宽调制技术的直接转矩控制(SVM-DTC)系统。利用两个PI控制器分别调节磁链和转矩实现对电机空间矢量中转矩和磁链两分量的解耦,同时采用基于转子位置和定子电流的定子磁链估算方法观测定子磁链,并设计滑模变结构无速度传感器来估算转子位置。仿真结果表明,所提出的方法能有效地估算定子磁链与转速,减小电磁转矩和定子磁链脉动,从而使系统具有较好的动、静性能。     

异步电动机调压节能控制方法研究

以负载周期性变化而转速基本不变的异步电动机为对象,研究其调压节能方法。分析了异步电动机的调压节能原理以及效率和功率因数与转差率的对应关系,在此基础上详细分析了最大效率、最小电流、最小输入有功和最大功率因数控制的原理,揭示了几种控制方案的实质是一定负载范围内的恒转差率控制。在考虑铁耗的电动机模型基础上仿真分析了不同控制方法的节能效果和负载转矩性质对节能效果的影响,最后通过实验结果验证了理论分析的正确性。     

无轴承永磁同步电机无速度传感器控制系统

基于无轴承永磁同步电机的矢量控制系统,提出了采用扩展卡尔曼滤波器实现无速度传感器运行的控制策略。通过测量电机的端电压和流过定子线圈的电流在线估计电机转子的速度,实现具有较强自适应和抗干扰能力的无轴承永磁同步电机无传感器调速系统。建立了无轴承永磁同步电机状态方程及扩展卡尔曼滤波器速度估计离散算法。在MATLAB/Simulink环境下构建了无速度传感器运行仿真系统,对速度的辨识、电机的动态特性进行了仿真。仿真结果表明:扩展卡尔曼滤波器的速度辨识精度较高,具有良好的鲁棒性,基本满足无轴承电机无传感运行的要求。     

Variable-structure torque control of induction motors using space vector modulation

Compared with field orient control (FOC), direct torque control (DTC) is known to provide fast and robust response for induction motors. However, while offering high dynamic performance, classical DTC produces notable torque, flux, and current ripples, and operates with a variable inverter switching frequency. In this paper, a novel torque control scheme for induction motors is proposed. The stator flux and the electrical torque are directly controlled by variable-structure controllers, and stator voltage vectors calculated by the variable-structure controllers are applied to the motor by means of space vector modulation. The proposed scheme therefore provides smooth, fast and robust regulations of the electrical torque and the stator flux. Moreover, the implementation of the scheme is simple. Theoretical analysis shows the asymptotical convergence of electrical torque and stator flux tracking. Simulation and experimental results are provided to evaluate the performance of the proposed scheme.