定子磁链全阶观测器增益矩阵的确定方法

为了提高异步电机定子磁链观测精度,减小观测误差受其运行过程中温度、频率和磁路等因素的影响,使用定子磁链全阶观测器观测定子磁链.利用静止坐标系下的异步电机数学模型,分析当电机参数改变时,高速运行状态下定子磁链观测器u-i模型和低速运行状态下i-n模型的观测误差变化情况,然后给出定子磁链全阶观测器增益矩阵的确定方法.在Matlab/Simulink仿真环境下,进行了仿真验证.研究结果表明:定子磁链观测精度主要是随着电机在运行过程中转速和转矩的变化而变化;采用此方法在保证观测器稳定的前提下,依据不同的转速区间,选择合适的观测器极点配置,可以提高异步电机全速运行状态下定子磁链的观测精度;采用此方法有效地提高了全速范围内定子磁链的观测精度,并且实现简单.     

异步电机直接转矩控制系统中定子磁链的观测方法

介绍了几种异步电机直接转矩控制系统中定子磁链的观测方法,并讨论了各自的实质及其优缺点,以及今后研究定子磁链的观测方法的实际意义。     

有限冲击响应数字滤波器在异步电机定子磁链观测中的应用

异步电机直接转矩控制中,通常由定子电压积分模型法得到定子磁链,由于观测值中直流和低频分量的存在,低速时无法精确获得定子磁链,从而恶化了系统的低速性能.该文将有限冲击响应数字滤波器与电压积分模型法相结合,提出了一种新的定子磁链观测器电压积分+有限冲击响应数字滤波器(UI&FDF), 通过实验比较了该观测器与传统观测器、基于Chebyshev滤波的磁链观测器的效果.实验结果表明,该方法可以在异步电机运行各频率范围内实现较为精确的定子磁链观测,将此观测值用于直接转矩控制,可以改善电机的低速性能.     

基于滑模变结构的PMSM的直接转矩控制

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2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.仿真与实验结果表明,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,从而使系统具有很好的动、静性能.     

感应电动机转子磁链有限时间观测器的设计与仿真

针对感应电动机转子磁链的观测问题,根据有限时间理论,在建立感应电动机数学模型的基础之上,将定子电流和转子磁链作为系统状态,确定了感应电动机的状态方程,设计了有限时间观测器.此外,令观测误差在有限时间内收敛于一个给定的界,进一步收敛到零,由此实现了对磁链状态的观测.最后,通过求解线性矩阵不等式,得到状态观测器的增益值,并利用计算机仿真实现了磁链的有限时间观测,进一步验证了设计方法的有效性.     

一种感应电机直接转矩控制

根据感应电机直接转矩控制的特点,对低速下磁链观测误差产生的原因进行了分析,给出了一种磁链观测的改进方法--低通滤波器补偿法.这种方法在采用低通滤波器代替纯积分环节的基础上,根据定子磁链的实际值与估计值之间的关系,推导出估计磁链的补偿公式,给出了原理框图,并对观测结果进行了仿真比较.仿真结果表明,采用低通滤波器补偿法,直接转矩控制系统的低速性能有十分明显的提高,证实了该方法的有效性.     

一种感应电机直接转矩控制磁链观测的改进方法

根据感应电机直接转矩控制的特点,对低速下磁链观测误差产生的原因进行了分析,给出了一种磁链观测的改进方法———低通滤波器补偿法.这种方法在采用低通滤波器代替纯积分环节的基础上,根据定子磁链的实际值与估计值之间的关系,推导出估计磁链的补偿公式,给出了原理框图,并对观测结果进行了仿真比较.仿真结果表明,采用低通滤波器补偿法,直接转矩控制系统的低速性能有十分明显的提高,证实了该方法的有效性.     

一种有效减小转矩脉动的方法

传统直接转矩控制系统存在着低速控制性能差、转矩脉动大等缺点,定子磁链的估算足直接转矩控制系统的一个重要环节,实际的定子磁链估算往往有一定的误差,导致转矩的估算不准确,对直接转矩控制系统的性能也会产生很大的影响;文章提出了一种基于转矩误差的定子磁链补偿器,利用补偿后的定子磁链值重新估算实际的转矩值,有效减小了转矩脉动,大大提高了系统的控制性能.     

异步电动机直接转矩控制系统的仿真研究

针对异步电机交流调速的特点,利用闭环磁链观测器作为定子磁链观测装置,并应用MATLAB/Sim-ulink作为仿真工具,构建出异步电动机直接转矩控制系统的仿真模型.仿真结果证明了该方法的合理性、有效性.     

基于定子磁链的异步电动机软启动仿真研究

提出了一种基于定子磁链的电动机转矩控制的软启动器.该软起动器根据定子磁链估算电动机转矩,并根据所估算的值实现电动机转矩斜坡控制的软起动.在Matlab/Simulink环境下对该软起动进行建模仿真,仿真结果表明基于定子磁链转矩估计的软起动控制方法可行,并且该启动方式能达到了预定的控制效果.     

基于自适应补偿低通滤波器的直接转矩控制系统的研究

传统的异步电动机直接转矩控制在低速段由于纯积分环节中定子电阻的影响对磁链的观测不稳定,将造成磁链和转矩脉动过大,限制了实用范围.针对这一不足,本文引进新的磁链观测方法,即带自适应补偿低通滤波器模型,对其进行仿真实验.结果表明,该模型能够较好地改善磁链轨迹,转矩、电流脉动均得到有效控制,能够保证系统的控制品质,具有工程实用价值.     

基于加权模型的异步电动机直接转矩控制定子磁链估计

提出了异步电动机直接转矩控制系统中定子磁链估计的加权模型,实现了电机全速运行范围内定子磁链估计的u-i模型和i-n模型之间的平滑切换,并用MATLAB/Simulink对该模型进行了仿真,仿真结果表明,加权模型可以在异步电动机全速运行范围内准确地估计定子磁链,为实现异步电动机的直接转矩控制奠定了基础.     

基于DSVM异步电动机直接转矩控制系统

针对传统的直接转矩控制系统采用纯积分的电压模型作为磁链观测器,存在着误差积累以及直流偏移,导致电流和转矩的波动问题,提出了一种改进的磁链观测器,该观测器由两个模型组成,开环电流模型用于低速范围内观测磁链,自适应电压模型用于全速范围内观测磁链．对电压模型观测的定子磁链引入一个反馈量,用PI调节器进行误差校正,大大提高了观测的精度．并采用离散空间矢量调制(DSVM)的方法,提高异步电机的直接转矩控制动态性能．在保留传统直接转矩控制(DTC)动态性能的情况下,提高了电机的低速转矩,并减小了转矩脉动和电磁噪声,仿真和试验结果验证了该策略的可行性．     

一种新型永磁同步电机定子磁链观测器

定子磁链估计是直接转矩控制中不可缺少的部分,传统直接转矩控制中通过对反电动势值进行积分估计定子磁链.为了避免纯积分法的缺陷,提出定子磁链估计的改进方法,将扩展卡尔曼滤波引入到直接转矩控制中,利用扩展卡尔曼滤波估计定子磁链,研究了扩展卡尔曼滤波在定子磁链估计中的应用.仿真结果表明所提出的算法克服了传统反电动势积分法的缺陷,不仅能准确估计速度、转子位置和定子磁链,并且对电机参数具有很强的鲁棒性.     

基于圆形磁链的异步电动机直接转矩控制系统仿真

圆形磁链直接转矩控制将每一扇区中的电压矢量对电磁转矩和定子磁链幅值的控制效果制成最优开关矢量表,根据系统对定子磁链幅值和电磁转矩控制的需求,在最优开关表中查找获得一个兼顾定子磁链幅值和电磁转矩同时控制的最优开关矢量作用于定子绕组,实现对电磁转矩和定子磁链幅值的快速控制。本文对圆形磁链直接转矩控制系统中的异步电机、逆变器、转速调节器、磁链滞环比较器、转矩滞环比较器等仿真模块进行了构建。在加减负载情况下给出了系统的磁链轨迹、电流波形、电磁转矩波形及转速波形。     

一种全阶转子磁链观测器的仿真模型的建立

将一种全阶磁链观测器引用到异步电动机的直接转子磁场定向中,研究其运行时受电机参数变化的影响.借鉴频率响应法,对比常见的电流模型磁链观测器和电压模型磁链观测器,采用数据拟合的方法对电机参数变化下的磁链观测值进行拟合,得到其参数鲁棒性结论.仿真结果表明,应用该全阶磁链观测器可以克服电机转子电阻变化的影响,减小电机定子电阻变...     

新型速度自适应磁链观测器在直接转矩控制中的应用

将一种全阶磁链闭环观测器应用于直接转矩控制系统中,取代了传统的纯积分器,经过仿直分析得知8该磁链观测器对定子磁链的观测精度高,对于电机参数的鲁棒性较好,在电机低速运行时仍能实现对定子磁链准确的规则。在此基础上根据Popov超稳定性理论,成功地设计出2种电机转速的自适应辨识方案,并进行了对比仿真和实验研究,结果表明第1种自适应方案的收敛速度快,动态性能更好,但是2种方案的稳态性能差别不大。本系统以1.1kW异步机为控制对象,并采用数字信号处理器DSP（TMS320C32）进行了数字化实现。     

基于空间矢量脉宽调制的永磁同步电动机直接磁链控制

针对永磁同步电动机电流矢量控制及传统直接转矩控制的缺点,提出了一种基于定子磁链直接控制的速度和转矩控制策略,通过直接控制定子磁链矢量的轨迹来实现磁链和转矩的控制,具有恒定开关频率及转矩和磁链脉动较小等优点,并给出了直接磁链控制应用的必要条件.仿真证明,提出的控制方案适用于恒转矩区和弱磁区的控制,且在较宽的速度运行范围内改善了速度和转矩控制的动态响应,明显优于传统的电流控制方案.     

基于逆系统解耦永磁同步电动机直接转矩控制

基于PMSM定子静止坐标系中的非线性数学模型,以电磁转矩和定子磁链幅值为目标控制变量,针对DTC-PMSM提出一种逆系统解耦控制策略,并讨论不同类型同步电动机可逆条件.该控制策略借助逆系统理论,将复杂的静止坐标系中DTC-PMSM非线性系统解耦成独立的一阶线性转矩子系统和一阶线性定子磁链子系统;采用PI控制器实现转矩和定子磁链双闭环控制,以达到转矩和磁链的动态解耦.实验结果表明,新型PMSM-DTC系统具有良好的动静态性能.     

混合永磁游标电机磁链观测器设计与协调控制方法

为了改善传统永磁顶驱钻井系统体积大、能耗高等问题,在顶驱钻井系统中引入混合永磁游标电机(hybrid permanent magnet vernier machine,HPMVM)构成新型直驱式顶驱系统。文章针对该电机磁链观测与驱动协调控制展开研究。首先,在两相旋转坐标下实现了永磁磁链的解耦,设计了一种超螺旋(Super Twisting Algorithm,STA)滑模永磁磁链观测器,实现了永磁磁链的准确观测。然后,建立不同速度区间与低矫顽力永磁体充/去磁状态的映射关系,提出了结合分区控制的最优转矩控制策略。在低速区内,饱和磁化状态使电机获得最优转矩;高速区内为了减少电机连续调节永磁体磁化状态带来的励磁损耗,采用分段调磁控制,并在定子电压、电流限制下,构建Lagrange辅助函数,通过对该函数求取极值获得最优转矩。最后,通过与传统弱磁控制进行仿真对比分析,表明STA滑模磁链观测器能够快速且准确辨识永磁磁链,并在全速域内实现最大转矩的输出,且降低了电机的铜耗,从而提高了整个电机系统的效率。