用自适应神经网络辨识异步电机转速

根据观测异步电机磁链的电压模型和电流模型 ,利用电机易于检测到的定子电压和电流 ,通过Simulink模块和S函数建立了自适应神经网络模型对异步电机转速进行辨识。该方法简单直观 ,仿真结果表明 ,观测模型可达到 1%的精度 ,可为无速度传感器矢量控制系统提供一种速度观测方法。     

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。     

基于最小二乘法在线参数辨识的异步电动机矢量控制仿真

为取得高性能的异步电机矢量控制,将一种基于最小二乘法在线辨识异步电机参数的方法运用到矢量控制系统中.这种基于最小二乘法异步电机参数辨识方法是在转子坐标系下进行的且不需要电机转子磁链参数,只需要定子电压、电流和转速参数.文章通过Matlab/Simulink对基于最小二乘法的参数辨识的异步电动机矢量控制系统进行了仿真,仿真结果表明:这种电机参数辨识方法能够实时更新电机控制参数,改善了矢量控制系统的性能.     

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。     

离散傅里叶变换在异步电机参数辨识中的应用

矢量控制系统中需要用到的参数较多,能否获得良好的调速性能往往取决于电机参数的准确性。由此,对一种采用离散傅里叶变换的参数辨识方法进行了研究。通过空间电压矢量算法实现相应的电压激励的产生,并注入电机,根据电机等效特性辨识出电机参数。为了提高定子电阻的辨识精度,利用最小二乘法对传统的直流实验进行优化。针对单相交流实验和空载实验中,检测电压和电流信号可能出现的干扰信号,利用离散傅里叶变换的方法以减少误差,实现对电机的电流幅值、电压幅值及其功率因数的测量,进而准确辨识电机定转子电阻、定转子漏感和互感。为了对辨识参数的准确性进行验证,将所辨识参数在异步电机矢量控制系统进行应用。实验结果表明:所辨识的参数具有较高的准确性。本辨识方法模型简单,易于实现,具有广阔的应用前景。     

变速恒频发电机矢量控制系统的建模和仿真

以绕线式异步电机为研究对象,采用定子电压矢量控制约束,建立了转子交流励磁变速恒频发电机的矢量控制模型,并基于MATLAB/Simulink平台构建了系统的仿真模型.仿真结果和分析表明,转子交流励磁电流实行矢量控制的变速恒频发电机能实现机电之间的充分解耦,发电机定子电压(或电流)的频率和相位与转子的实际转速无关,实现理论上机电之间的柔性连接,对高品质柔性电力系统的研究和机电系统的建模仿真亦具有参考价值.     

双三相永磁同步电机改进型模型预测电流控制

针对双三相永磁同步电机模型预测共模电压抑制方法存在寻优计算量大、开关频率较高、稳态性能不佳的问题,提出一种改进型模型预测电流控制.首先,改进六相两电平逆变器,降低零矢量共模电压幅值;其次,选择小共模电压矢量构造虚拟电压矢量,简化价值函数的同时减小共模电压和电流谐波含量;再次,通过计算参考电压矢量直接选择最优电压矢量以减少寻优次数,并引入占空比控制提升电机控制精度,改善电机稳态性能.最后,仿真对比传统模型预测电流控制、RCMV（Reduced Common Mode Voltage）-1、RCMV-2和所提控制方法.结果表明,所提控制方法在减小共模电压的同时,降低了转矩脉动和谐波电流,且较RCMV-2方法开关频率明显降低;此外,寻优代码执行时间相较于RCMV-1和RCMV-2分别降低了约91%和65%,减小了计算量.     

矿井提升机三电平变频调速系统研究

以矿井交流提升机为研究对象,基于H桥三电平拓扑和电机数学模型,采用简化SVPWM控制算法和无速度传感器矢量控制,实现异步电机转速精确控制.提出一种全阶闭环转子磁链观测器,实现电压模型和电流模型模型的平滑切换,在全速范围内准确辨识转子磁链,获得较好的鲁棒性.工程应用结果表明,该提升机变频调速系统运行稳定,验证了相关控制算法的优越性.     

异步电机的转子磁链研究

针对异步电机矢量控制中的转子磁链无法直接测量的问题,建立了基于电压、电流和转速等可测量的转子磁链模型以及卡尔曼滤波模型,以解决量测噪声问题。仿真实验结果表明,该算法能准确地得到转子磁链波形,具有很好的鲁棒性。     

基于模型预测策略的永磁同步电机最大转矩电流比控制优化

针对当前在采用最大转矩电流比(maximum torque per ampere,MTPA)控制策略的永磁同步电机双闭环矢量控制系统中,因外在负载或电机转矩突变,造成电流调节器因积分饱和而导致电机实际定子交-直轴电流无法快速跟踪给定的MTPA电流问题,提出一种基于模型预测控制原理的两矢量模型预测控制策略,来取代传统双闭环电机控制系统中的电流内环调节器。在分析永磁同步电机MTPA控制原理、电流内环调节器饱和原因的基础上,利用模型预测控制的非线性约束处理能力在每个采样周期内通过两电压矢量模型预测控制策略,获得更加准确的电压矢量。实现系统实时动态跟踪永磁同步电机MTPA轨迹的目标。仿真和实验结果表明,该控制策略在电机给定转矩或外在负载转矩突变情况下可实时跟踪MTPA给定电流的变化,电机定子电流未出现较大波动。     

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．     

矩阵变换器驱动的永磁同步电动机电流及速度控制技术

针对矩阵变换器驱动的永磁同步电动机电流和速度控制问题,提出一种有限集模型预测控制算法.不同于传统的矩阵变换器控制方法,该算法通过使用输入滤波器成本函数和电机速度成本函数,实现直接控制瞬态和稳态条件下的输入电流,形成高动态响应,从而避免在电压瞬变期间输入滤波器电流产生不必要的振动.此外,还提出一种新的输入滤波器观测器,可以减少传感器的数量,从而增加系统的可靠性并降低成本.通过仿真及实验,对提出算法的有效性进行验证,结果表明:该算法具有动态优势.     

同步磁阻电机直接转矩稳定控制研究

传统同步磁阻电机控制方法需解耦控制,实现过程复杂,且在低速范围内无法保证电机的稳定性。为此,针对低速范围环境,提出一种新的同步磁阻电机直接转矩稳定控制方法。建立同步磁阻电机数学模型和转子的机械运动方程。对电机端电压与电流进行测量,采用坐标变换,将其转换至两相静止坐标系,求出定子磁链、电磁转矩以及转速。将得到的定子磁链与转矩和既定值相比,通过查表确定适宜的电压空间矢量,完成同步磁阻电机直接转矩稳定控制。在低速范围内将扇区分成正负两个对等部分,施加不同电压矢量,从而获取新的电压矢量选择表,保证控制稳定性。实验结果表明,所提方法能够优化低速范围内电流畸变与平均转矩脉动大的弊端;在加速与转速突变状态下,可快速平稳地变化;磁链幅值与转矩值稳定。     

Modeling and Simulation of High-Voltage Asynchronous Motor Voltage-Regulator

For starting high-voltage asynchronous motor,the voltage regulator based on current-limiting transformer is presented in the paper. Its mathematical model needs to be established analyzing and designing voltage regulator of high-voltage asynchronous motor. The mathematical model of the current-limiting transformer is deduced based on basic circuit theory. It can be found that a continuous variation reactance can describe the current-limiting transformer during starting process. The two variables functions of current and voltage are transformed into one-variable functions,and thus system control is greatly simplified. The voltage regulator is simulated on the basis. The simulation results show that this model has enough accuracy. Finally, the high-voltage asynchronous motor voltage regulator based on current-limiting transformer is designed and tested on this model.     

永磁同步直线电机模糊预测控制策略

为了解决模型预测控制寻求最优控制变量时,由于权重系数选取不合理而导致的实际电流不能紧密跟随给定或预测输出电压波动过大的问题,提出了一种基于模糊控制动态选择权重系数的模型预测控制方法。将模糊控制应用到选取权重系数中,把最优权重系数在线输送给当前正在运行的模型预测控制系统;通过3组试验对不同的权重系数进行仿真、对比和分析,得出权重系数的合理区间。仿真结果表明,基于模糊控制的权重系数具有良好的兼顾性能,当负载变化剧烈时,电机的鲁棒性较好,电流可以紧密跟随给定;当负载变化平缓时,在满足电流可以跟随给定的条件下,输出电压的波动会减小。改进后的控制系统具有较强的抗扰动能力,可以根据负载变化需求自动变化权重系数,为永磁同步直线电机的控制设计提供参考。     

基于误差边界限定的永磁同步电机预测控制

针对图形边界限定形式的感应电机预测控制存在简洁、直观等优点,进一步考虑将该控制策略应用于永磁同步电机。预测控制将电机和逆变器作为一个系统整体考虑,以空间电流矢量为控制对象,直接产生逆变器的开关控制信号。基于永磁同步电机在转子磁场坐标系下的数学模型,推导出电流矢量导数的估测模型,进而预测出电流矢量的轨迹,根据最优电压矢量选择判据选定开关状态,完成基于圆形电流误差边界限定形式的永磁同步电机的预测控制算法。通过MATLAB/SIMULINK进行仿真,仿真结果证明了提出方法的有效性。     

三相异步电机定子轴系ABC下的Matlab/Simulink仿真模型

提出了三相异步电机三相定子轴系ABC下的数学模型,模型中电压与电流变量就是电动机定子电压与电流的实际值,对由变频器供电的电动机控制系统来说,利用该模型,变频器和定子之间无需进行电压或电流的变换,且该模型具有dq轴系模型的优点,采用Matlab／Simulink对该数学模型构建仿真模型,并通过实例进行了验证,结果表明,仿真结果与实际值相一致,说明本文建立的模型是有效的。     

基于有限元分析的永磁同步电机实时模拟器研究

针对三相永磁同步电机,设计了一种功率硬件在环的实时电机模拟器结构.提出了一种基于三相定子坐标系的永磁同步电机电流-磁链有限元反查表模型,建立了接口电路的数学模型,基于此提出了电压前馈电流反馈控制的接口算法,并针对电流反馈环节提出了一种模糊PI控制算法.通过Matlab/Simulink及其与JMAG-RT的联合仿真实验测试方法对接口控制算法和电机模拟器进行了测试与对比分析.仿真结果表明:在额定工况下,所提出的接口控制算法对期望相电流值的跟踪误差小于2%,所提出的电机模拟器对电机相电流及转速特性的模拟误差均小于3%,验证了其有效性.