三次谐波抑制的五相永磁电机容错控制策略及仿真分析

针对列车风机用五相永磁同步电机(FPMSM)一相断路故障情况,基于五相电机特有的三维子空间,提出一种考虑三次谐波抑制的五相永磁电机容错控制策略。建立五相永磁同步电机数学模型,根据驱动拓扑结构分析空间电压矢量分布规律,利用五相电机三维空间中大矢量与中矢量对磁链作用效果相反的特点,构建虚拟电压矢量抑制相电流三次谐波;根据不同扇区中虚拟电压矢量对转矩及磁链的作用效果,建立故障前后电压矢量开关选择表对转矩和磁链进行调节,降低一相断路故障引起的转矩脉动,使五相电机发生故障后仍能稳定运行,提高风机驱动系统运行可靠性。在MATLAB/Simulink环境下搭建五相电机系统仿真模型,对不同负载情况进行仿真,仿真结果表明:五相永磁电机在一相断路故障前后输出转矩和转速基本不变,风机驱动系统仍能稳定运行,证明了容错控制策略的有效性。该方法可扩展到多相永磁电机容错控制。     

基于VSD变换理论的新型六相SVPWM算法

针对由2个独立电源供电的相移30°双Y联结的六相永磁同步电机系统,提出了一种基于矢量空间解耦变换理论的新型六相空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法。分析了2种常用坐标变换——双d-q坐标变换和矢量空间解耦变换之间的关系,并在此基础上提出了一种新型同步旋转坐标变换矩阵。推导了采用新提出的变换矩阵与双d-q坐标变换矩阵之间的关系,设计了一种新型的六相SVPWM算法,解决了传统的六相SVPWM算法要求2套绕组的参考电压矢量幅值总是相等的限制,拓展了现有脉宽调制(PWM)算法的应用范围。通过与其他常用的六相SVPWM算法进行仿真实验比较,验证了所提算法的可行性和有效性。     

不平衡负荷下PET输出级电能质量优化控制

近年来,伴随新型电力系统在电源侧大规模新能源并网及其渗透率的不断提高,用户侧负荷更加复杂多元化、非线性化,致使配电网电能质量下降。针对不平衡负荷情况下配电网输出电压不平衡、低压直流电压(direct current, DC)脉动及谐波注入等问题,基于T型三电平输出级的电力电子变压器三级拓扑结构,采用空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation, SVPWM)和中点电位平衡技术,设计了一种计及正/负双序电流的优化控制策略,保障三相电压平衡或直流电压恒定,实现配电网稳定运行。仿真分析和验证结果表明：所提方法有效可行,能够有效改善不平衡负荷条件下配电网电能质量。     

内埋式永磁同步电机宽调速范围运行控制策略

为了改善内埋式永磁同步电机驱动系统的性能、效率和可靠性,提出了一套适用于其在宽调速范围运行下的控制策略。该文研究的调速系统采用转子磁链定向的矢量控制作为基本的控制策略,利用模型参考自适应系统对转子位置和转速进行估算。在低速域,采用单位电流最大转矩控制来降低电机定子电流幅值。而在高速域,利用过调制控制策略来增加脉宽调制(pulse width modulation,PWM)逆变器的电压传输比和永磁同步电机的转矩输出能力,同时采用弱磁控制策略实现永磁同步电机驱动系统高速稳定运行。研究了在过调制下的相电流重构技术对永磁同步电机高速域运行性能的影响,并讨论了从低速域的单位电流最大转矩控制到高速域的弱磁控制之间的无缝切换问题。仿真和实验结果证明了上述组合控制策略的可行性与有效性,实现了内埋式永磁同步电机驱动系统在宽调速范围的高性能控制。     

三电平逆变器系统仿真

针对三电平逆变器控制策略复杂以及存在中点电位不平衡的问题,对其电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)原理进行了研究。采用了一种新的方法———首发矢量为正小矢量的SVPWM算法,将所有扇区都变换到第一扇区,简化了控制算法,给出了第一扇区各个小区间的判断规则,推导了合成参考电压矢量的各个基本电压矢量的作用时间,并介绍了SVPWM信号的产生方法。采取了一种新的控制策略———改变小矢量作用时间的方法解决了中点电位不平衡问题。此外,对系统进行了MATLAB仿真,证实了采取SVPWM算法的有效性和控制策略的优越性。     

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.     

基于固态变压器逆变级并联的环流抑制控制策略

作为能源路由器的固态变压器是能源互联网中的关键电气设备。为了解决高比例、大功率的含固态变压器的分布式电源并网问题,本文提出了固态变压器输出级逆变器并联的解决方案。而固态变压器输出级并联会产生子系统间的零序环流。针对这个问题,本文将反步控制运用在空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)中的控制策略中调整SVPWM零矢量分配,从而达到减小零序环流的目的。仿真结果表明采用的控制策略能够有效减小逆变器并联所产生的子系统间零序环流,从而可以提高固态变压器并网容量。     

开路故障下永磁容错轮缘推进电机直接转矩控制策略

针对轮缘推进电机的结构及特点,将六相永磁容错电机应用于轮缘推进系统中,对六相永磁容错轮缘推进电机直接转矩控制策略进行深入研究.借鉴三相永磁容错电机SVPWM控制策略,对电机的每一相进行磁链容错补偿,实现单相开路故障下六相永磁容错轮缘推进电机的直接转矩控制.同时,通过MATLAB/Simulink进行仿真,并与六相永磁容错电机bangbang控制策略进行对比分析,验证了基于SVPWM的直接转矩控制策略在开路故障下作为六相永磁容错电机容错控制方法的可行性及其独特的优越性.     

单载波调制单相三电平不对称光伏并网逆变器

介绍了一种适用于小功率光伏并网发电系统的单相三电平不对称逆变器。针对三电平电路正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)使用过多三角波层叠、占用系统资源多的问题,基于数字信号处理器(digital signal processing,DSP)给出了一种只使用一个载波的改进型SPWM实现方式。引入了一种空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)方式,分析了上述两种方法的一致性和优缺点。在并网控制中采用了一种改进型的比例谐振控制器(proportional-resonant,PR),相对于理想PR控制器,具有受电网频率波动和数字系统离散化影响小的优点。通过仿真和搭建小功率试验台的方法,验证了控制策略和调制方式的可行性。     

采用SVPWM的永磁同步电机伺服系统建模与仿真

分析了永磁同步电机速度伺服系统的控制原理,着重介绍了空间矢量脉宽调制(SVPWM)原理,并利用Matlab/Simulink工具箱搭建了系统仿真模型该方法和传统的正弦脉宽调制方法相比具有更高的电压利用率.仿真结果验证了该模型的正确性和有效性,并为实际PMSM伺服系统设计提供了参考和依据.     

新的基于内置式永磁同步电机的弱磁控制策略

将内置式永磁同步电机弱磁运行原理与电压空间矢量脉宽调制相结合,提出了一种新的弱磁控制策略.通过用电流调节器输出的参考电压与电压空间矢量脉宽调制后输出的极限电压两者之间的电压差值来改变定子电流相位角,从而重新分配d,q轴给定定子电流分量的大小,最终实现弱磁升速.该控制方法实现了电机高倍弱磁扩速运行,且弱磁电流过渡平滑、响应速度快.与传统弱磁控制方法相比,在弱磁区域能更有效地利用直流母线电压,从而在同样电压和电流限制条件下,电机能产生更高的电磁转矩,适应性更好.仿真和实验结果表明了本文所提弱磁控制策略的有效性和可行性.     

基于DSP的全数字永磁电机推进系统

针对永磁推进电机低转速、大转矩、轻噪声的运行要求,其控制应具备良好的低速性能。根据最大转矩/电流矢量控制原理,该文提出了一套以数字信号处理器(DSP)为核心的全数字永磁同步电动机推进系统控制方案,给出了交直交脉宽调制(PWM)驱动方式的硬件结构,以及比例积分调节、空间矢量PWM(SVPWM)等软件设计。仿真和实验结果表明,系统动态响应快,转矩脉动小,谐波含量少,低速性能良好,能够满足舰船电力推进的需要。     

电压比例缩放谐波注入永磁同步电机高速驱动方法

为了提高永磁同步电机母线电压利用率,减小电压矢量合成角度偏差,提出了一种基于电压比例缩放谐波注入式脉宽调节方式.谐波注入采用查表式,以减小电流环计算时间,提高电流响应速度.采用电压比例缩放的脉宽调制方式,消除了传统脉宽调制限幅造成的电压矢量计算角度偏差.仿真及实验结果表明,该种脉宽调制方法提高了母线电压利用率,有效抑制了传统脉宽调制方法的电压矢量计算角度偏差,提高电机在高速旋转工况下的电流响应特性.      

高精度永磁同步直线伺服系统中的电流测量

采用磁场定向控制的永磁交流同步直线伺服系统中,电流反馈的精确度将直接影响电流环及整个系统调节性能。分析了采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)电压型逆变器驱动的直线交流电机绕组中由于矢量切换以及电缆与电机阻抗不匹配引起的谐波电流及其对电流采样的影响。通过选择采样点来抑制SVPWM周期谐波的影响,通过在电流传感器后引入二阶滤波器及对其引起的时间滞后进行补偿,有效地提高了电流检测的精度。实验结果表明,该方法切实可行,为进一步提升伺服系统的性能奠定了基础。     

基于超螺旋二阶滑模的PMSM-DTC系统研究

针对传统永磁同步电机直接转矩控制系统(PMSM-DTC)易受参数变化影响及转矩脉动大的问题,提出在系统中采用空间电压矢量调制技术(SVPWM)代替传统的正弦脉宽调制(SPWM),引入控制率为超螺旋算法的二阶滑模变结构,以定子磁链和转矩作为被控对象设计控制器代替传统系统中的PI控制器。仿真结果表明,该策略不仅有效消除了一阶滑模存在的抖振问题,明显减小了系统中定子磁链和转矩脉动,且具有较强的速度跟踪能力,对负载扰动和参数变化等不确定性具有很强的鲁棒性,因此可以很好地应用在电机控制方面。     

永磁同步电动机矢量控制技术的研究

介绍了一种新颖的永磁同步电动机系统.该系统的速度环采用模糊控制和PI控制相结合的复合控制算法,电流环采用PI控制算法,同时将矢量控制和空间电压矢量脉宽调制（SVPWM）控制应用到系统的闭环控制中.实验结果表明,该系统具有转速超调小、响应快和鲁棒性强的特点.     

永磁同步电机直接转矩控制系统的改进

介绍了一种恒定开关频率的永磁同步电机直接转矩控制方法,通过定子磁链及幅值给定、定子电流来计算在恒定开关周期内加在电机定子绕组上的电压,采用空间电压矢量调制方法使逆变器的开关器件处于恒定的工作频率.开关频率越高,其控制性能越好.仿真结果验证了方法是有效的.     

永磁同步电动机直接转矩控制的仿真研究

在分析永磁同步电动机数学模型的基础上提出了基于空间电压矢量脉宽调制（SVPWM）的永磁同步电动机直接转矩控制系统,同时采用Matlab/Simulink建立了系统的仿真模型,并给出了仿真结果.仿真结果说明,该系统具有对电动机定子磁链的观测精度高、超调小和响应快的特点.