永磁无刷直流电机换相转矩波动的分析研究

在考虑齿槽、永磁体结构的影响时，根据相绕组的实际感生电势，讨论了永磁无刷直流电机的换相过程．从一个新的角度分析了绕组换相引起转矩波动的原因，指出换相转矩波动不仅与电机绕组电流有关，还与换相时相绕组感生电势瞬时值、换相位置角、绕组参数等因素有关．通过数值计算结果说明了各因素对换相转矩波动的影响程度，为研究换相转矩波动的减小措施和永磁无刷电机的设计及控制提供了理论依据．     

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.     

基于有限元分析的开关磁阻电机调速研究

摘要：本文针对开关磁阻电机定、转子磁极存在显著的端部效应、轴边缘效应和高度的局部饱和特点,采用二维和三维电磁场有限元分析,对开关磁阻电机的磁场分布、静态特性等进行了大量的计算,通过仿真的结果,得出了开关磁阻电机在几个典型转子位置下的磁场分布图、绘制出了开关磁阻电机的磁化曲线族,建立了磁阻电机非线性模型,依据非线性模型构建开关磁阻电机调速系统,采用高速变角度电压斩波控制和低速定角度电流斩波的控制方法,仿真得出好的调速效果。最后,通过样机实验验证了有限元分析数据的合理性及非线性模型的正确性。     

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.     

针对大功率非线性负载的有源滤波器

采用现有有源滤波器对大功率非线性负载进行谐波滤除时,要求逆变器同时具有很大的容量和较高的开关频率,这必然增加逆变器的技术难度和成本,限制了有源滤波器在大功率场合的应用.作者针对这一问题提出一种新型并联混合型有源滤波器,根据非线性负载产生的主要谐波分量设计逆变器以减小逆变器电流容量,同时逆变器输出电压频率较低,逆变器开关频率可相应降低.逆变器与无源滤波器电感并联,当逆变器发生故障时,无源滤波器仍能正常工作.由于并联滤波电感的分流作用,逆变器电流减小.此外,还提出一种以ip-iq法为基础的单次谐波电流检测方法.Matlab仿真结果表明,并联混合型有源滤波器滤波效果与现有并联混合型有源滤波器的滤波效果接近,但其中逆变器电流减少50%.     

浅析斩波内馈技术在自来水厂的具体应用

简介斩波内馈调速工作原理，斩波内馈调速是一种以低压控制高压的电机调速解决方案，是将转子绕组交流形式的转差功率通过整流斩波，然后逆变与电网同频率的交流电，经定子上的调节绕组回馈到电机内部加以利用的一种调速方式。本文结合一个水厂水泵机组改装工程实例，从节能和调速效率方面分析了该技术在水厂的应用前景。     

一种新型斩波式串级调速系统

在深入分析斩波式串级调速的基础上,提出了一种全新的斩波器控制方法,消除了逆变器的换流重叠现象,根除了逆变颠覆的危险;并且推导出了斩波式串级调速转子回路的传递函数,构成了闭环控制系统;实验结果和仿真波形表明,该控制方法正确可行.     

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.     

基于Matlab的开关磁阻电动机驱动系统非线性建模仿真

在分析开关磁阻电动机数学模型的基础上 ,借助于Matlab/Simulink建立了电流滞环控制、功率变换器、转子位置角计算等模块 ,将这些模块有机结合 ,搭建出了电流斩波控制方式下的开关磁阻电机驱动系统的非线性仿真模型 .据此模型 ,针对一台四相 8/6结构样机进行了仿真 ,仿真结果证明了该模型的有效性 .该模型为分析和设计SRM控制系统提供了一种有效的工具 .     

高频信号注入的PMSM无传感器低速运行优化控制

在无位置传感器永磁同步电机(PMSM)的零低速运行控制中,多采用高频信号注入法跟踪位置信息,这将造成转矩波动和时滞问题.结合滑模速度控制和高频方波信号注入,提出一种无滤波器的转子位置辨识方法.通过将方波信号频率提升至逆变器开关频率,利用基波信号周期远小于高频注入信号周期的特点,在单次高频信号注入周期内,通过两次电流采样,避免了使用传统高频信号注入中的信号分离,同时去掉滤波器,有效提高系统收敛速度.仿真结果表明,与传统的高频信号注入法相比,该方法能实现PMSM无位置传感器控制下高精度的低速运行,且具有良好的稳态特性和动态性能.     

新型电流型变频调速装置：GTO‘S应用之三

研制采用 1支 GTO’S和 6支SCR组成的1种新型变频调速装置。用来控制逆变器中的SCR 换向时刻,并在交流输出端并联3个电容器,其作用是为了提供换向条件,吸收过电压尖峰和减少输出电流的谐波。用变频调速装置拖动2 kW感应电动机,测定电动机的电压和电流波形。通过与普通电流型变频调速装置的电机电压和电流波形相比较,该装置适用于风机或泵类负载的交流调速装置。     

变频调速系统的研究

本文略述装置的型式、运行和特性．研究逆变器的触发脉冲、变频以及调速控制系统的最佳 化．频率范围为８～５０Ｈｚ，用定子端电压变化来维持电压与频率之比为常数，具有反馈控制的调 速系统．当速度给定信号突加情况下，可显示出系统很快变成稳定．静止的变频装置具有过载、 过流、欠压、过压和换流失败等保护．     

一种用于电机驱动的软开关三相PWM逆变器的效率分析

讨论了一种用于电机驱动的软开关三相PWM逆变器的功率损耗和效率提高问题,给出了软开关条件下的三相PWM逆变器在实现提高开关频率、降低开关损耗及提高效率等方面优越性时谐振电感和谐振电容的取值条件。通过理论分析得出结论：选择适当的谐振元件,不仅能使软开关三相PWM逆变器电路工作在很高的开关频率下,而且能使逆变器的效率得到明显的提高。对具体电路的计算结果表明理论分析是正确的。     

具备电压稳定和谐波抑制的分频下垂控制器研究

针对以分布式发电为主的微网中可能存在的谐波问题,设计出同时兼备能量转换和谐波抑制的复合型逆变器,可有效解决此类问题。利用分频下垂控制策略和虚拟阻抗技术有效解决多逆变器并联运行时各逆变器在基波及谐波域均按照各自的容量承担负载。通过研究目前分频下垂控制策略谐波抑制效果不佳及没有考虑新逆变器并入系统带来的问题。本文在谐波域下垂控制中引入电压闭环负反馈,避免了新逆变器并入系统带来的冲击对公共节点电压偏移和谐波抑制的影响,提高了下垂控制的鲁棒性。并且讨论不同容量逆变器下垂系数与虚拟阻抗设计时的比例问题,使得各逆变器在基波及谐波域均能按各自容量分配功率。最后设计出符合谐波抑制效果明显,电压偏移小,基波及各次谐波域内均能按容量分配功率的分频下垂控制器。通过PSCAD仿真结果验证了该方不但可以抑制谐波,改善公共节点电压偏移,而且各逆变器在基波及谐波域均可功率精确分配。     

改进的串级调速系统

本文介绍一种实用的串级调速线路——内反馈串级调速，它省去了逆变变压器，占地面积少，谐波小，逆变器采用强迫关断换流环节，产生超前无功送回电源，提高了系统的功率因数，转子用可控整流电路，它可以减少死区，控制逆变故障电流，采用补脉冲，有效地防止了逆变颠覆，提高了系统的可靠性。这些措施克服了原串级调速的很多缺点，如功率因数低、谐波大、死区大、占地多等，当然亦可根据实际情况采用不同线路，使系统简化，满足使用要求。     

永磁式BLDCM交流伺服系统转矩脉动最小化

通过研究无刷直流伺服电机的转矩特性，提出用瞬态转矩控制法和重叠换相法消除磁通畸变和换相带来的转矩脉动．同时，把以上分析的原理用于交流伺服系统，以８０９８单片机为主控制单元，配合电流跟踪控制的ＰＷＭ－ＧＴＲ逆变器作为电源以及合理的软件和硬件组成无刷直流机伺服系统，实现了控制系统的全数字化．系统可以运行于速度伺服和位置伺服两种方式．     

小功率单相电机的单片机变频调速系统研制

针对以DSP、FPGA为主控器,采用三相逆变器变频调速单相电机存在系统较复杂、性价比较低、不利于小型化等缺点,提出以PIC单片机为核心的变频调速系统：根据双极性SPWM算法,CCP模块实现相位差为90℃的2路SPWM输出,由单边缘滞后电路扩展为具有死区时间控制的4路信号,通过隔离器件HCPL3120驱动H逆变桥,实现对单相电机从8—50Hz的变频调速．试验结果表明设计方法可行,效果理想．     

三相四开关并联型有源电力滤波器控制策略研究

提出将改进的七段式SVPWM算法运用于三相四开关并联型有源电力滤波器(TFSSAPF),并设计比例积分和快速重复控制并联的指令电流控制系统.文中SVPWM算法在传统clark变换基础上,基本电压空间矢量通过坐标旋转方法使之与两相静止坐标系的坐标轴相重合,简化了参考电压矢量扇区判断和合成参考矢量的相邻矢量作用时间的计算量.仿真结果证明该SVPWM算法的有效性和正确性,所设计的指令电流控制系统能优化APF补偿效果.     

PID控制及高频逆变技术的X射线机电源

针对目前的X射线机控制精度不高以及稳定性不够的问题,介绍了一种数字化的X射线机电源,其中调压电路采用BUCK电路的改进形式,高压发生的重点部分采用高频逆变以及软开关技术,使最重要的逆变环节输出稳定。调压电路以及逆变电路中开关管的控制采用PWM控制技术,驱动波形输出稳定且容易控制。反馈电路由单片机的软件PID来控制,提高了高压的控制精度并减小了体积,而且实现了高压的连续可调。灯丝电源采用高精度的电源芯片,实现了灯丝电流的稳定。通过对电路的分析,计算出了电路所用参数并用PSPICE软件进行了仿真。最后的仿真结果表明,理论分析结果与实际的结果一致,设计的电源系统可以稳定运行,达到了X射线机所用电源的指标要求。     

无转速检测电流源逆变交流电机驱动系统

文章介绍了一种无速度检测的感应电机电流源逆变驱动系统，以电动机定子上的电压和电流计算出转速估计值。系统是采用滑差频率的电流调节控制。