一种PWM整流器虚拟磁链矢量重构方法

电压型脉宽调制( pulse width modulation,PWM)整流器的虚拟磁链矢量可以由电网电压矢量进行积分得到,实际中常用一阶低通滤波器代替纯积分环节来消除直流偏置误差和抑制高频次谐波干扰,但一阶低通滤波器的引入也会带来电网电压幅值衰减和相移,从而导致虚拟磁链观测不准确. 为消除一阶低通滤波器对虚拟磁链观测的影响,本文提出一种基于矢量重构技术的观测方法,通过分析一阶低通滤波器的幅频特性和相频特性,分别对滤波后的电压矢量幅值和相位进行重构,可实现虚拟磁链幅值和相位的精确估算. 该方法应用于虚拟磁链定向的电压型脉宽调制整流器直接功率控制系统. 仿真和实验结果表明,与传统的一阶低通滤波器策略相比,该方法提高了虚拟磁链的估计精度,有效抑制了直流母线电压动态响应波动,更有利于滤除网侧电流谐波.     

具有低通滤波的改进电压型磁链观测器

针对现有算法在PWM波反电动势输入时磁链观测精度很差的问题,采用了一种改进的电压型磁链观测算法,在现有算法的基础上增加了一个低通滤波器和一个用于补偿低通滤波器引起的幅值和相位误差的补偿环节.根据所采用的低通滤波器形式,利用时间相量分析方法,推出了滤波误差补偿公式,并在不同的同步速情况下分析比较,确定最佳补偿系数.仿真结果证明,新算法在PWM波反电动势输入情况下仍具有很高的磁链观测精度,可以有效地消除积分漂移误差.将新算法用于一永磁同步电动机无位置传感器控制系统,仿真证明了新算法的可行性及有效性.     

新型磁链观测算法及其在永磁同步电机无位置传感器控制中的应用

针对传统电压型磁链观测器在对电机内普遍存在的椭圆形磁场磁链进行观测时存在稳态幅值相位误差的问题,依据稳态时磁链与感应电动势在时域的基本关系,提出了2种结构简单、易于工程实现的新型磁链观测算法。新算法在同步角频率处与纯积分具有相同的频率特性,α、β两相磁链观测不存在耦合,不再需要两相对称或感应电动势矢量与磁链矢量正交,因此能够对圆形和椭圆形磁链进行准确观测。对新算法进行了仿真,结果表明:新算法有效地消除了积分漂移,不存在稳态误差。将新算法应用于一台表贴式永磁同步电机无位置传感器调速系统的转子位置估算,并利用数字信号处理器TMS320F2812DSP对算法进行了数字化实现,结果表明:新算法在10%额定转速以上时具有良好的转速和位置跟踪效果,但在低速区估算结果不稳定;新算法具有良好的幅值、相位观测精度,从而使系统具有良好的稳态特性;当电机转速突变时,新算法具有良好的磁链观测精度,从而使系统具有良好的动态特性。     

异步电机转子磁链观测器的准确度分析与设计

提出一种基于频率响应函数的转子磁链观测器准确度分析方法 ,推导出两种基本开环转子磁链观测器观测值相对实际值的频率响应函数 ,分析了电机参数的估计值偏离实际值对观测值准确度的影响 .应用Gopinath最小阶观测器理论设计了一种新型闭环转子磁链观测器 .实例分析表明 ,此方法能对转子磁链观测器准确度进行透彻分析 ,设计的闭环转子磁链观测器结构简单 ,综合了电流模型和电压模型开环转子磁链观测器最好的特性     

异步电机转子磁链观测器的准确度分析与设计

提出一种基于频率响应函数的转子磁链观测器准确度分析方法,推导出两种基于开环转子磁链观测器观测值相对实际值的频率响应函数,分析了电机参数的估计值偏离实际值对观测值准确度的影响,应用Gopinath最小阶观测器理论设计了了一种新型闭环转子磁链观测器,实例分析表明,此方法能对转子磁链观测器准确度进行透彻分析,设计的闭环转子磁链观测器结构简单,综合了电流模型和电压模型开环转子磁链观测器最好的特性。     

改进型感应电机电压模型磁链观测器设计

针对传统电压模型磁链观测器中引入低通滤波器后,带来幅值相位误差及滤波最佳截止频率选择问题,本文提出了一种高通滤波器和低通滤波器串联,且对电压模型中的电压项和电流项分别积分的改进型电压模型转子磁链观测器.文中分析了该改进型磁链观测器性能提高的原因,推导了高通滤波器和低通滤波器引起的幅值和相位误差补偿算法.仿真和实验验证了补偿算法的有效性,并且新的改进型转子磁链观测器在电机全速范围内具有优良的稳态和动态性能,具有较高的工程实践价值.     

永磁同步电机无位置传感估测的参数扰动校正

为克服宽速变负载运行工况下温度及磁饱和引起的电机参数扰动对永磁同步电机磁链观测器无位置传感器算法辨识精度的影响,实现高性能的矢量控制,首先建立磁链观测器无位置传感器算法位置角估测误差与定子电阻、电感扰动量的解析关系,然后提出一种提高位置角估测精度的d轴电流补偿策略,最后结合电流补偿策略与在线参数辨识算法对无位置传感估测位置角进行扰动校正。试验结果表明,基于本校正策略的无位置传感估测改进算法,在电机参数扰动条件下的位置辨识精度提高了60%以上,并可在宽速变负载运行工况下保持9°以内的偏差。本策略在宽速变负载运行工况下的磁链观测器无位置传感器算法中具有一定的应用价值。     

自抗扰控制器在同步电机调速系统中的应用

针对同步电机磁场定向控制系统受负载扰动、电机参数变化影响问题,将自抗扰控制器(ADRC)应用于调速系统中.为解决传统磁链观测器存在的直流偏置和依赖电机参数的问题,提出了基于ADRC的磁链观测器.仿真结果表明:ADRC对负载扰动和参数变化具有较强的鲁棒性,并且响应速度快、超调小,具有优良的稳态和动态性能;改进后的磁链观测器能有效抑制直流偏置和参数变化带来的影响,提高磁链的观测精度.     

异步电机转子磁链估计器的比较研究

随着异步电机传动系统的应用日益广泛,抑制扰动、提高磁链估计精度是一个极具实际意义的问题。本文详细分析和介绍了目前常用的一种异步电动机转子磁链间接检测的方法及原理,即基于电压模型法的转子磁链估计器。最后针对电压模型中的纯积分环节存在直流偏置和初始相位问题,本文对一种改进的电压模型进行了研究,运用MATLAB/SIMULINK仿真分析,验证了该改进电压模型的有效性。     

无速度传感器直接转矩控制系统仿真研究

针对异步电机无速度传感器直接转矩控制中由于磁链观测误差导致电机低速性能不好的问题，采用闭环磁链状态观测器观测定转子磁链。在此基础上分别对自适应转速辨识法和直接计算转速辨识法进行了仿真研究，并比较了两种方法的优缺点，为实践应用提供了一定的参考。     

一种改进的永磁同步电机直接转矩控制方法

针对传统的永磁同步电机直接转矩控制在低速运行时磁链和转矩脉动大,以及低速时定子电阻的变化导致磁链估算产生较大误差等影响电机稳定运行的问题,提出了一种改进的永磁同步电机直接转矩控制方法。该方法首先利用饱和函数-sat函数代替二阶滑模算法中的符号函数,实现滑模控制切换的连续性,削弱滑模控制中的抖振;然后再利用改进的二阶滑模算法来设计速度和磁链控制器,替代传统的直接转矩中的滞环比较器,抑制转矩和转速的波动;最后通过在磁链估算中建立基于模糊比例积分（proportional integral,PI）控制的定子电阻补偿器,消除定子电阻变化对磁链估算的影响。仿真结果证明了所提方法的有效性与可行性。     

减小万用表直流电压档测量误差的一种方法

通过对MF500型万用表测量直流电压引入的误差分析,得出利用公式计算法消除误差的方法。     

配电网单相接地期间电压互感器直流偏磁机理及抑制措施分析

为解决单相接地期间中性点不接地配电网电压互感器直流偏磁,导致励磁电流畸变过电流,谐波、振动、损耗和发热增加等,造成电压互感器故障、一次侧熔断器频繁熔断和危害配电系统的问题。通过瞬时对称分量法求解了故障期间电压互感器励磁电流表达式,分析了电压互感器直流偏磁的产生机理,提出了一种考虑灭弧的直流偏磁抑制措施,基于PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了中性点不接地配电网,针对单相接地引起电压互感器直流偏磁的影响因素及抑制措施的有效性进行仿真。结果表明,铁心饱和、故障相角是影响电压互感器直流偏磁的重要因素,所提措施能够有效抑制直流偏磁过电流的发生。     

一种抑制无刷直流电机转矩脉动的调制方法

针对无刷直流电机存在较严重的转矩脉动问题,提出在换相区采用三相绕组共同调制方法来减小换相转矩脉动;在导通区,采用滞环比较原理实现对电机转矩、磁链的跟踪控制,从而消除非换相转矩脉动。在电机转矩与输入能量之间建立联系,按照单周期控制思想,使系统能够准确控制输入能量,进而准确控制电机转矩。仿真和实验结果表明,相比于传统的控制方法,采用转矩脉动抑制方法,在换相区和导通区内的电流和电磁转矩波形都更平稳。并且当电机转速变化时,采用传统控制方法得到的电流和电磁转矩会产生波动;而采用脉动抑制方法时,电机转速变化对绕组电流的影响不大,电机能够相对稳定地输出电磁转矩,验证了文中理论分析的正确性和有效性。     

双闭环调速系统在螺旋埋弧焊管递送机应用中的参数整定

根据负载特点及其变化情况和电网电压波动的影响,提出双闭环直流调速系统截止电流值的实际整定方法,以及电力电子装置UPE所必需的上限输出电压的计算方法,保证双闭环调速系统在电网电压正负10%波动和负载扰动情况下实现其优良的调速性能.     

精确消除衰减直流分量误差的改进算法

传统全周傅氏算法在直接处理含有指数衰减直流分量的电力系统故障信号时会产生较大误差,针对这个问题,提出了消除其误差的改进傅氏算法.该算法基于包含衰减分量的输入信号在一个周期内积分值及采样数据的求和不为零的原理,在计算衰减分量误差的过程中不需要增加采样点和任何近似计算,就可以求出衰减直流分量对傅氏算法带来的误差及衰减参数,将衰减分量造成的误差从故障输入信号的傅氏算法结果值中减去.仿真结果表明,该算法可以获得精确的基波及各次谐波相关参数,可应用于电力系统谐波在线分析.     

超声清洗设备输出变压器偏磁分析与控制

从理论上推导了大功率超声波清洗设备输出变压器磁化过程和存在的偏磁现象,用磁化特性与励磁电流及磁通示意图,分析了产生偏磁的原因及主要因素,提出了几种抑制变压器偏磁的方法.结果表明,选用MnZn铁氧体磁芯材料、施加电路平衡及电气隔离等措施,可抑制偏磁问题,输出变压器励磁电流大幅降低,没有偏磁现象,其工作温度和工作性能稳定,且转换效率高达85%以上.     

不确定非线性系统的自适应反推终端滑模控制

针对一类具有未知非线性函数的严格反馈型不确定非线性系统,提出了一种自适应反推终端滑模控制方法。反推控制的前n-1步结合动态面控制技术设计虚拟控制律,第n步仅采用一个神经网络函数逼近器补偿系统所有未知非线性函数,得到了基于全局快速终端滑模控制的自适应神经网络控制器；通过引入一阶滤波器，不仅避免了传统反推控制存在的复杂计算,提高了系统的收敛速度,而且通过引入逼近误差和不确定干扰上界的自适应补偿项来消除建模误差和参数估计误差的影响,改善了稳态跟踪精度。理论分析证明闭环系统所有信号半全局一致终结有界，仿真结果验证了该方法的有效性。     

改进型ADRC的感应电机定子磁场定向矢量控制

针对感应电机定子磁场定向时,定子磁链和定子q轴电流没有完全解耦这一问题,提出改进型自抗扰控制器(active disturbance rejection controller,ADRC)的定子磁场控制方法。建立关于定子磁链和定子电流的状态空间表达式。利用线性跟踪微分器对目标定子磁链安排过渡过程,从而改善闭环控制中“快”与“准”的矛盾。建立并联型线性扩张状态观测器替代线性扩张状态观测器对实际磁链与q轴电流耦合部分进行观测。在目标磁链闭环控制环节对观测的耦合部分实施补偿,并对系统稳定性进行分析。仿真试验对比该方法与传统ADRC和解耦器控制方法时定子磁链的稳定性和电机转速响应情况。结果表明：该方法简化了矢量控制系统结构,提高了定子磁链控制的稳定性,确保电机运行过程有良好的动态响应特性和鲁棒性。