感应电机低复杂度三矢量预测电流控制

针对传统感应电机模型预测电流控制转矩脉动和电流谐波大、预测寻优计算复杂的问题,在多矢量控制思想的基础上,提出一种低复杂度三矢量模型预测电流控制策略。通过判断零矢量单独作用时产生的电流误差矢量的位置,只需一次预测即可获得最优电压矢量,在一个控制周期内同时作用三个基本电压矢量,通过非常简单有效的几何规则获得各个电压矢量的作用时间。相比于传统单矢量MPCC策略,所提方法在理论上能保证电流误差最小化,与现有多矢量策略相比,减少了电压矢量组合的寻优次数,避免了复杂的电流斜率计算过程,计算复杂度大大减小。实验结果表明:低复杂度三矢量模型预测电流控制能有效的抑制转矩脉动和电流谐波,具有快速的动态响应速度和良好的稳态性能。     

城轨牵引永磁同步电机驱动系统效率优化控制

针对城轨牵引内置式永磁同步电机直接转矩控制(IPMSM-DTC)系统存在谐波电压电流,引起电机铁芯损耗和铜损,降低系统运行效率的问题,提出基于开关频率优化的效率优化控制策略,选择自适应滞环宽度,采用零矢量象限间交错分布的优化方法,利用功率器件开关频率,优化PWM脉冲序列中零矢量;开发基于STM32F103嵌入式微控制器的效率优化控制系统.实验结果表明:该方法可以抑制逆变器输出电压电流谐波,减小开关次数,降低开关电流,从而减少电机铁芯损耗和铜损,提高系统效率,并改善系统的动态性能.     

异步电机低开关频率的模型预测直接电流控制

针对二极管箝位型(neutral point clamped, NPC) 三电平逆变器驱动异步电机的低开关频率控制, 提出了一种新颖的模型预测直接电流控制(model predictive direct current control, MPDCC) 方法. 基于推导的传动系统离散时间内部预测模型, 控制器预测了每个容许开关位置对应的电流输出轨迹、外推输出轨迹, 并根据评估平均开关频率的价值函数在线滚动优化实时求取最优开关矢量, 使得逆变器平均开关频率最小化, 且保持电流轨迹在给定的滞环范围内. 相对于已有的单步预测电流控制方法, 该方法在保持基本相同谐波性能的同时显著降低了开关频率. 仿真结果表明, 低开关频率模型预测电流控制算法可将三电平逆变器的平均开关频率降低至500 Hz 以下, 并且具有较理想的电流谐波畸变和动态响应性能.     

三相并网逆变器减少开关损耗定频模型预测控制方法

针对三相并网逆变器传统模型预测控制输出电压、电流频谱比较分散以及提高三相并网逆变器的效率,提出一种减少开关损耗定频模型预测控制方法。该方法在每一个开关周期采用三个电压矢量,各电压矢量的作用时间与目标函数成反比,实现三相并网逆变器输出电压、电流集中开关频率的整数倍(定频控制);同时,在每一个开关周期有一相的电力电子开关管一直开通或关断,减少了逆变器开关损耗。最后,建立起10 kW三相并网逆变器仿真模型,对所提方法进行了稳态、动态仿真实验。仿真结果表明:所提方法实现逆变器输出电压、电流频谱特性类似空间脉冲宽度调制方法;同时,系统具有很好动态性能。     

一种改进的异步电机模型预测直接转矩控制方法

提出一种改进的模型预测直接转矩控制方法,通过磁链和转矩方程设计出一种优化矢量选择器,能够根据转矩和定子磁链的给定值得到给定的电压矢量.该方法只需对给定电压矢量所在扇区的3个电压矢量进行价值函数评估,使得在线优化计算量得到有效降低.针对由控制延时导致的定子电流在参考值附近振荡并增加电流纹波和转矩脉动,采用延时补偿提高了控制系统的性能.通过在模型预测直接转矩控制的价值函数中加入开关切换次数约束,能够在兼顾转矩和磁链偏差的同时进一步降低逆变器开关频率.最后,通过仿真和实验验证了所提出方法的有效性和可行性.     

基于误差电流最优的三相四开关APF空间矢量控制方法

为提高容错三相四开关有源电力滤波器谐波补偿性能,提出一种改进型三相四开关有源电力滤波器的SVPWM控制方法。与传统SVPWM控制方法以电流误差量变化率为控制目标不同,该方法以误差电流最优为控制目标,首先计算出实时基本电压矢量,然后结合指令电流和误差电流计算出最佳输出参考电压,使控制目标电流误差量减小至零,相比传统SVPWM控制方法,该方法能有效降低三相四开关有源滤波器输出电流与指令电流的误差量,提高谐波补偿性能,同时易于DSP数字化实现,最后仿真结果验证了本文算法的有效性。     

基于误差电流最优的三相四开关有源电力滤波器空间矢量控制方法

为提高容错三相四开关有源电力滤波器谐波补偿性能,提出一种改进型三相四开关有源电力滤波器的SVPWM控制方法。与传统SVPWM控制方法以电流误差量变化率为控制目标不同,该方法以误差电流最优为控制目标,首先计算出实时基本电压矢量,然后结合指令电流和误差电流计算出最佳输出参考电压,使控制目标电流误差量减小至零。相比传统SVPWM控制方法,该方法能有效降低三相四开关有源滤波器输出电流与指令电流的误差量,提高谐波补偿性能;同时易于DSP数字化实现,最后仿真结果验证了本文算法的有效性。     

基于区域电压矢量表的永磁同步电机直接转矩预测控制

为了减小永磁同步电机传统直接转矩控制中过大的转矩和磁链脉动,提出了应用于永磁同步电机直接转矩控制的新型转矩和磁链区域电压矢量表.根据电机模型,推导出在每个区域内电压矢量的预测控制角,实现转矩和磁链的预测控制.实验结果表明: 该方法与传统直接转矩控制相比,可维持逆变器开关频率的恒定,减小稳态转矩和磁链脉动,提高电机相电流正弦度,从而获得更好的控制性能,同时该方法还保留了传统直接转矩Bang-Bang控制的鲁棒性和快速的转矩响应.     

永磁同步电机直接转矩控制系统的改进

介绍了一种恒定开关频率的永磁同步电机直接转矩控制方法,通过定子磁链及幅值给定、定子电流来计算在恒定开关周期内加在电机定子绕组上的电压,采用空间电压矢量调制方法使逆变器的开关器件处于恒定的工作频率.开关频率越高,其控制性能越好.仿真结果验证了方法是有效的.     

有源电力滤波器双滞环电流控制新方法

为了提高电压空间矢量双滞环电流控制方法在有源电力滤波器的谐波电流跟踪性能,提出了一种新颖的4段滞环比较器.直接在复平面上实施控制,4段滞环比较器输入误差电流矢量,输出4种状态值,可以确定误差电流矢量的空间分布,而将参考电压与电流之间的微分关系经离散化计算后得到参考电压矢量所在区域.根据两个4段滞环比较器的输出状态值与参考电压矢量的空间分布选择最佳的输出开关矢量,使补偿电流误差控制在滞环宽度以内.采用Matlab/Simulink仿真软件分别对负载不变和突变的情况仿真.结果表明:控制方法提高了直流电压利用率,系统动态响应快,电源电流总谐波畸变率由21.65％降至3.11％,稳态时的每相每周期开关次数由普通滞环方法的342次降到本方法的230次.