单相异步电机无级调速控制系统及其控制算法

该文以提高单相异步电机调速系统控制性能为目标进行研究。针对传统单相电容运转异步电机调速范围窄的问题，提出采用三相逆变器替代电容，设计一种新型无级调速控制系统来提升电机动态调速范围。引入矢量控制模型实现单相异步电机的定向磁场和转矩解耦控制，算法根据转矩调节电压/频率(Voltage/Frequency, V/F),优化调速控制从而提高效率。当电压合成矢量超过正弦调制点时，基于电压交替畸变法原理，通过计算正副绕组交变畸值对调制分量进行补偿，再计算输出调制比例，实现电机的无级调速，提高异步电机的效率。样机试验结果表明，与传统调速策略相比，该算法能有效改善电机进行无级调速的性能。在系统调节电流脉动时，输出功率、转矩波动减小，电机效率提高。     

用用单相异步电动机变频器的研究

从理论上了单相电容电动机变频调速的可行性，在对称运转的条件下导出了单相电容电动机的电压频率关系式，并给出了相应的电压型逆变器的原理图，应用矢量法分析了该变频器的输出波形，并据此提出了一种新型的脉宽调制波产生方法，实验结果表明：在指定的频率范围内，单相电机速度可调，运行状态良好。     

用于单相异步电动机变频器的研究

从理论上论述了单相电容电动机变频调速的可行性，在对称运转的条件下导出了单相电容电动机的电压频率关系式，并给出了相应的电压型逆变器的原理图．应用矢量法分析了该变频器的输出波形，并据此提出了一种新型的脉宽调制（ＰＷＭ）波产生方法．实验结果表明：在指定的频率范围内，单相电机速度可调，运行状态良好．     

基于DSP的电动车用感应电机矢量控制研究

感应电机作为电动汽车的主流驱动电机,其控制方法已成为研究热点。为了达到电动车用感应电机高动态性能的控制要求,设计了一种基于DSP的感应电机矢量控制系统。该方法通过对绕组电流进行坐标变换得到励磁电流分量和转矩电流分量,采用两个PI调节器分别对励磁电流分量和转矩电流分量进行闭环控制,再采用SVPWM调制算法对三相逆变器桥臂的开关进行控制,即可得到加载在电机上的电压矢量。该方法满足了电动机用感应电机运行效率高、调速范围宽、可靠性高等控制特点的要求。实验结果表明该方法的正确性和有效性。     

基于SVPWM的单相电机变频调速系统研究

针对传统单相电机多采用调压、变级以及压频比等控制策略,其速度控制效果性能差、控制精度低、调速范围小等问题,提出了电压矢量脉宽调制(SVPWM)控制策略,并对此策略在单相电机变频调速系统中的应用进行了仿真研究。通过试验分析,表明采用磁场定向控制理论的SVPWM变频调速控制策略能加快电机调速系统的响应速度,稳定性好,精度高,具有较强的鲁棒性,对提高其运行质量和节能具有较高的应用价值。     

电压空间矢量PWM快速算法的实现

分析了电压空间矢量PWM(VSVPWM)的基本原理,结合异步电动机变频调速,提出了一个VSVPWM实现的新方法.该方法采用查表法来产生VSVPWM波,具有无须坐标转换、表格数据少、操作简单、运行速度快等优点.数字仿真及硬件电路实现结果证实了该方法的正确性和实用性.     

基于DSP的单相SVPWM技术

目前空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术以其物理概念清晰,算法简单,易于实现的特点,在中小功率调速系统中得到了广泛的应用。本文针对单相全桥PWM逆变器的逆变控制,在研究单相逆变电源电压调制信号矢量的基础上,首次将SVPWM技术应用于单相PWM逆变电源,并阐述了单相SVPWM算法的DSP实现方法,通过对单相SVPWM零电压矢量的分析,提出了一种开关模式优化的单相SVPWM算法。并利用目前较为流行的计算机辅助设计工具Matlab/Simulink,建立了单相SVPWM交流调速系统的仿真模型。     

基于DSP的正弦波永磁同步电机VC调速系统

针对永磁同步电机控制调速系统,介绍了矢量控制调速策略,设计出一种基于DSP的矢量控制变频调速系统.该系统以TMS320F240型DSP为核心处理芯片,以三相SPWM(正弦波脉宽调制)逆变器供电为基础,通过SPWM调制器的三相电压调制信号,调制生成PWM信号驱动逆变器,实现按转子磁链定向的永磁同步电动机矢量控制.     

变频调速系统过调制时的相电流重构方法

为了降低系统成本和体积,提高直流母线电压的利用率,扩展电机的运行范围,提出了一种通过修改参考电压矢量、适用于过调制模式的相电流重构方法。该方法满足了过调制时直流电流的采样要求,并根据逆变器的开关状态实现了交流侧电机相电流的重构。在1台4 kW的PWM逆变器供电的永磁同步电动机变频调速系统样机上进行了实验,采用所提出的方法准确地重构出交流侧电机相电流,PWM逆变器实现了较高的电压利用率(约1.06)。结果表明:该相电流重构方法应用于过调制模式时是有效和可行的。     

电气自动化控制中变频调速技术研究

通过围绕电气自动化系统的三相异步电动机,探讨电动机传动设备的变频调速机械特性,包括电机电压、频率变频协调控制的稳态机械特征,并在此基础上提出利用矢量控制技术、脉宽调制技术（Pulse Width Modulation,PWM）、空间矢量脉宽调制算法（Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM）,进行三电平逆变器结构构建、电压空间矢量生成、交流电压脉宽调制的控制,做出电气系统电动机变频电压、电流、转子调速的矢量控制,可有效保证电动机从负载转矩到额定转矩、给定转速到额定转速的动态平稳变化。     

一种新的模糊前向网络的研究

针对超声脉冲法在检测结构混凝土浇筑质量的应用中存在的一些问题，给出了一种具有６层结构的模糊前向网络，并探讨了与之相应的学习算法．实现了多参量综合评判；较好地引入了领域专家的经验知识来主动地指导网络的训练．实验结果证明了该网络的有效性     

改善共模电压和中点电位的虚拟SVPWM策略

中性点箝位式(NPC)三电平逆变器的拓扑结构以及空间矢量脉宽调制的技术特点决定了逆变器存在中点电位波动和共模电压问题.为此,提出一种改进的虚拟空间矢量脉宽调制策略,可以兼顾中点电位波动抑制和降低共模电压.在分析传统虚拟空间矢量脉宽调制策略原理基础上通过优化基本电压矢量构成和基本矢量的作用顺序达到降低共模电压的目标;同时采用闭环控制策略,监测中点电位和中点电流流向,动态调整中矢量形式,将中点电位波动控制在目标范围内.为验证改进调制策略的实用性和有效性,搭建了仿真和实验平台,仿真和实验结果均表明该策略相较于传统虚拟空间矢量脉宽调制技术,共模电压可降低50％,且稳定状态下中点电位波动范围可控制在5V内.     

抑制共模电压的不对称NZPWM技术

为了抑制共模电压,消除死区效应导致的共模电压尖峰,提出了一种可通过软件实现的不对称无零矢量脉宽调制技术。在对已有技术进行分析的基础上,调整了开关次序,并对有效矢量的作用时间作了限制。利用不对称的矢量合成算法,弥补最小作用时间限制导致的电压畸变。实验结果表明:该算法可以完全消除死区效应导致的异常脉冲尖峰,从而将共模电压幅值抑制到普通算法的三分之一。因此,该方法具有较好的有效性和实用性。     

基于MATLAB空间矢量脉宽调制方法

介绍了空间矢量脉宽调制的基本原理及实现方法,使用了其中的SIMULINK工具箱建立了永磁同步电机的数学模型,用MATLAB进行了仿真。根据SVPWM算法和永磁同步电机的模型,得到系统运行的理论波形。最后使用TMS240F2407DSP芯片实现空间矢量脉宽调制,并利用泰克示波器测出了实际的结果波形,TMS320F2407是美国TI公司专为数字电机控制应用而推出的一种低价格、高性能的DSP内核和丰富的外设功能集于一身的微控制器。仿真和实验结果表明空间矢量脉宽调制方案正确可行,减少了系统的纹波,提高了系统的控制精度,而且算法简单,实现方便。     

抑制共模电压的不对称NZPWM技术

为了抑制共模电压,消除死区效应导致的共模电压尖峰,提出一种可通过软件实现的不对称无零矢量脉宽调制技术。在对已有技术进行分析的基础上,调整了开关次序,并对有效矢量的作用时间作了限制。利用不对称的矢量合成算法,弥补最小作用时间限制导致的电压畸变。实验结果表明:该算法可以完全消除死区效应导致的异常脉冲尖峰,从而将共模电压幅值抑制到普通算法的1/3。因此,该方法具有较好的有效性和实用性。     

基于极坐标的异步电机新型参数辨识方法

在异步电机矢量控制系统中,电机参数的准确性严重影响着系统的控制性能。利用极坐标方法,研究了一种异步电机新型参数辨识的方法。系统的电压、电流、频率、相位角均能够通过软件来实现。基于SVPWM算法,向电机施加相应电压信号,并利用极坐标方法,简化了参数计算过程,即通过直流斩波实验、单相实验和空载实验实现对电机定子电阻、转子电阻、定子漏感、转子漏感以及互感的测试。实验结果证明,该辨识方法得到的参数准确性高,且模型简单,计算量小,易于实现。     

基于FPGA的三相变频电源系统设计

基于现场可编程门阵列（FieldProgrammableGateArray,FPGA）设计了一种单相输入三相输出的数字式控制变频电源．将单相市电输入该系统后,经过整流、升压、滤波、三相桥式逆变和低通滤波输出三相近似正弦交流电．根据三相异步电动机的调速特性,系统由控制器改变内部调制波的幅值和频率,进而调节三相正弦脉冲宽度调制（SinusoidalPulsewidthModulaton,SPWM）波的脉宽和频率,最终实现三相交流异步电动机的变压变频调速（VariableVoltageVariableFreguency,VVVF）控制．系统调制结果证明该电源的设计是可行的,且系统操作方便快捷、界面友好,可为实现全数字智能控制提供参考．     

逆变器供电感应电机新型空间矢量PWM控制方法

讨论了电压空间矢量ＰＷＭ控制的几种不同组合方式。分析了每种组合方式下的谐波电流，电机谐波转矩和谐波损耗。给出了比较曲线和实验波形。为不同应用场合下选择不同的空间矢量ＰＷＭ控制方法提供了依据。组合方式３为在逆变器—感应电动机系统中的最优ＰＷＭ控制方式。此方法的优点是器件的开关损耗低，而且在调制系数较高时，电机电流的谐波含量少，由其引起的电机谐波损耗低、转矩脉动小。理论分析和实验结果证实了控制方法的有效性。