改善直接转矩控制性能的SVPWM方法

针对异步电动机直接转矩控制系统存在转矩和磁链脉动、器件开关频率不定等缺点,提出一种直接转矩空间矢量脉宽调制(SVPWM)预测控制方法。根据转矩和定子磁链的误差,通过驱使误差为零的原则确定参考电压矢量,然后利用SVPWM合成该矢量。由于采样时刻的电压和磁链误差,可在下一个控制周期内得到补偿,因此转矩和磁链的误差始终很小,二者的脉动很小。SVPWM算法保证了逆变器的开关频率恒定。仿真和实验的结果表明,利用这种方法在低于3kHz的恒定开关频率下,可以实现定子磁链近似为圆、异步电机电磁转矩脉动不明显的性能。     

基于模糊DSVM控制策略的异步电机直接转矩控制

针对传统的异步电机直接转矩控制系统低速转矩脉动大、磁链轨迹内陷、电流畸变严重以及开关频率不固定等缺点,基于离散空间电压矢量调制(DSVM)技术和模糊控制技术提出一种改善异步电动机直接转矩控制系统低速运行性能的控制策略.将一个控制周期细分为m 个时间片,每个时间片输出1 个电压矢量,可以合成多个等效的空间电压矢量,供控制策略选择,优化了开关选择表.采用模糊控制器选择电压工作矢量,取代传统的滞环比较控制器.仿真结果表明,改进的DSVM 控制策略及模糊控制算法的应用,有效改善了直接转矩控制的低速运行性能.在开关频率恒定的前提下,低速时磁链轨迹趋于圆形,电流谐波分量明显减少,平均转矩脉动降低为3.1%.     

双频逆变器供电的感应电动机电磁转矩脉动控制

针对大功率场合下传统直接转矩控制转矩、磁链脉动大,开关频率不恒定等不足,研究了一种新的由双频逆变器供电空间矢量调制的直接转矩控制方案。在传统直接转矩控制的基础上,理论分析了直接转矩控制中磁链、转矩脉动的影响因素,推导出异步电机空间电压矢量数学模型,运用S-函数实现空间矢量调制。系统基于双频控制理论,采用级联逆变器供电降低系统的开关损耗。双频逆变器高频单元负责改善系统动态性能,低频单元传递主要功率。仿真结果表明:该方案不仅使系统具有较好的动静态性能,而且大幅度减小了电磁转矩、磁链脉动以及开关损耗,提高了的系统效率,适合于大中功率场合。     

五电平逆变器直接转矩控制算法改进

针对磁链和转矩双闭环控制的直接转矩控制系统在获得所需电压空间矢量时需要复杂的坐标变换,本文构建了级联型五电平逆变器异步电机直接转矩系统,提出了一种改进的获取电压空间矢量的方法,直接在αβ坐标系下对磁链和转矩进行调节,该方法能够有效减小磁链和转矩脉动,并且能够减小计算机实时的计算量。在Matlab/Simulink软件平台上搭建了级联型五电平逆变器异步电机直接转矩控制系统模型,采用60°坐标系下的SVPWM调制算法,对改进的快速获取电压矢量的方法进行验证,仿真表明,该算法在减少计算机工作量的同时,获得了较好的磁链轨迹和转矩响应曲线。     

一种改进的提升机同步电机直接转矩控制

为克服提升机同步电机传统直接转矩控制存在的转矩、转速、磁链脉动大等缺陷,提出一种改进的同步电机直接转矩控制方法。设计基于神经网络的定子磁链观测器和基于模糊控制的逆变器状态开关选择器,利用人工鱼群-粒子群混合算法优化神经网络结构参数,应用转矩、磁链误差以及磁链位置角的模糊分级实现逆变器开关分级控制。仿真及试验结果表明,所设计的控制策略与传统直接转矩控制相比,转矩、转速、磁链动态响应速度快、响应脉动小,能更好地满足提升机的运行要求。     

无PI/P调节器的异步电机间接转矩自控制算法

异步电机间接转矩自控制(ISC)中转矩比例积分(PI)调节器和磁链比例(P)调节器的存在降低了系统的可移植性.该文根据同步旋转坐标系下异步电机数学模型和磁链、转矩变化规律,提出了一种直接根据转矩和磁链误差计算磁链幅值增量、磁链相位暂态增量的新颖ISC算法.磁链相位的稳态增量可以根据转矩、转子磁链和电机转速得到.算法中对转矩误差信号进行了滑动平均数字滤波,实现了稳态时给定空间电压矢量的连续调节.该算法计算过程不涉及旋转变换,简单方便,而且不使用PI/P调节器,便于移植,同时保持了传统直接转矩控制动态响应迅速的优点.仿真和实验结果表明该算法具有良好的转矩和电流控制性能.     

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.     

合成矢量控制法改善直接转矩控制转矩脉动的研究

传统直接转矩控制方法采用六边形磁链控制,在启动和超低速运行时存在转矩脉动大的问题.考虑定子电阻对传统控制方法的影响,以及六边形磁链法中电压矢量选择表的局限性,在详细研究当前算法的基础上,提出了一种改善转矩脉动的合成矢量开关表方法.这种方法能有效地减小逆变器输出转矩的脉动,具有构造矢量表简单、容易实现的优点.通过分析转矩脉动产生原理,比较了传统方法与所提方法的优缺点.仿真研究和实验结果均证明,该合成矢量开关表法能更好的降低电机转矩脉动、并保持较好的磁链控制性能.     

异步电机非线性解耦控制

针对异步电机的非线性耦合性质 ,采用非线性控制的逆系统方法 ,提出了异步电机按定子磁场定向的非线性解耦控制 ,实现电磁转矩与定子磁链的解耦 .研制的定子磁链定向控制 ,消除了电机转子电阻对磁场定向的影响 ,提高了系统的鲁棒性 .方案实现了圆形定子磁链轨迹 ,保证了转子的连续调节 .减少了按定子磁链控制的直接转矩 (砰 -砰 )控制方案的转矩脉动 ,提高了控制系统的调速范围 .研制了基于高速数据处理器 ( DSP)和 ( IGBT)功率器件的交流变频调速实验系统 .试验结果表明 ,该系统具有良好的解耦性质 ,调速范围 1∶ 2 80 ,调速范围内输出…     

改进的永磁同步电机模型预测直接转矩控制策略

针对永磁同步电机直接转矩控制逆变器开关频率不固定、转矩和定子磁链脉动大等问题,以及模型预测直接转矩控制计算工作量大的缺点,提出了改进的模型预测直接转矩控制策略.该策略只需预测零电压矢量作用下的转矩和定子磁链,当转矩和定子磁链误差在阈值以内时,零电压矢量为最优电压矢量;否则,基于传统直接转矩控制理论中定子磁链的分区和电压矢量选择表确定最优非零电压矢量.由于只有零电压矢量作用下的转矩和定子磁链需要预测并取消了评价函数,因此计算工作量大大降低.最后,基于MATLAB建立了仿真模型.仿真结果表明,永磁同步电机采用改进的模型预测直接转矩控制策略时,电机转矩和定子磁链均能快速准确地跟踪参考值.     

一种改进式无刷双馈电机三电平直接转矩控制算法

针对无刷双馈电机直接转矩控制算法转矩脉动和磁链脉动大的问题,基于固定合成矢量方法提出了一种改进式无刷双馈电机三电平直接转矩控制算法,增加了空间电压矢量的可选择性,使得磁链脉动和转矩脉动控制在较小的范围内.在Matlab/Simulink软件平台上搭建了无刷双馈电机三电平直接转矩控制算法模型,并对改进式三电平直接转矩算法进行了验证.实验结果表明,该算法有效地减小了磁链脉动和转矩脉动,获得了更好的磁链轨迹和转矩波形,电机转速更加稳定,同时保持直接转矩控制算法转矩响应速度快的优点,提高了控制系统的鲁棒性和动态性能.     

基于SVPWM的感应电机直接转矩控制方法的研究

针对传统直接转矩控制开关频率不恒定及低速时的转矩脉动大的缺点,采用了基于SVPWM的直接转矩控制方法.根据转矩和定子磁链的误差确定应该施加的参考电压矢量,然后利用电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)的方法合成该矢量.仿真和实验结果表明,基于SVPWM的直接转矩控制(SVPWM-DTC)能够有效减小转矩脉动,改善磁链和电流波形.     

Implementation of Direct Torque Control Scheme for Induction Machines with Variable Structure Controllers

A torque control scheme for high-performance induction machine drives was developed to overcome some disadvantages of direct torque control （DTC）. In the improved DTC method, the stator flux and the torque controllers use variable-structure control theory which does not require information about the rotor speed. Space vector modulation is applied to the voltage source inverter to reduce the torque, stator flux, and current ripples. The digital signal processor-based implementation is described in detail. The experimental results show that the system has good torque and stator flux response with small ripples.     

永磁同步电机直接转矩控制电压矢量选择区域

为了解决直接转矩控制系统开关表引起的转矩脉动问题,分析了电压矢量对永磁同步电机直接转矩控制系统的定子磁链幅值、转矩角、励磁转矩、磁阻转矩和电机转矩的作用,用简单的数学表达式给出了这些变量的控制规律,得出了永磁同步电机直接转矩控制系统的电压矢量选择区域。研究结果表明：电压矢量与定子磁链的夹角决定了电压矢量对定子磁链幅值和转矩角的增减作用;电压矢量与定子磁链的夹角和转矩角决定了电压矢量对励磁转矩和磁阻转矩的增减作用;电压矢量与定子磁链的夹角、转矩角和永磁同步电机直接转矩控制系统参数决定了电压矢量对转矩的增减作用。     

一种新型的PMSM直接转矩控制

针对传统永磁同步电动机直接转矩控制系统中存在定子磁链和电磁转矩脉动的缺点,提出了一种改进方法,即用变参数PI速度控制器和模糊控制器分别替代传统直接转矩控制系统中的PI速度调节器和滞环比较器,在此基础上重新建立了永磁同步电机直接转矩控制新的控制框图.利用MATLAB仿真软件对传统永磁同步电机直接转矩控制和改进后的直接转矩控制系统进行了仿真对比研究,实验结果表明,新系统有良好的动、静态性能,减少了转矩和磁链的脉动,能满足控制系统快速响应的要求.     

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.     

基于零矢量插入的矢量细分的PMSM直接转矩控制研究

依据永磁同步电机直接转矩控制理论,采用矢量细分的控制策略和SVPWM调制方法,将原6个电压矢量和6个磁链扇区细分成12个电压矢量和12个磁链扇区,并分析不同电压矢量在每个定子磁链扇区内对转矩的作用,在此基础上,引入零矢量的插入,提出新的电压矢量开关表,利用MATLAB软件进行仿真,理论分析和仿真结果表明这种控制策略可以在很大程度上减小转矩脉动,具有更好的动静态性能.     

直接转矩模糊控制感应电动机驱动系统的研究

直接转矩控制是一种新型的感应电动机控制方法,设计的关键是怎样选择适当的定子电压矢量来使定子磁链和转矩限制在它们的允许范围内.然而由于滞环控制器的特点,不论转矩偏差的大小均采取同样的开关策略,因此,在起动或给定转矩、给定定子磁链发生阶跃变化时的响应较缓慢和产生大的转矩脉动.用模糊控制器可以解决这个问题.仿真结果证明此方案可行.     

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.