一种优化高频注入法PMSM无位置传感器控制

传统高频信号注入法采用带通滤波器分离信号,龙伯格观测器利用所得信号计算出转子位置,考虑到带通滤波器设计复杂且使高频信号幅值产生衰减,同时龙伯格观测器需要电机转矩反馈、转动惯量等多种机械参数,这些因素干扰电机控制系统的动态性能等。采用基于低通滤波器的信号分离方法可在不损失高频信号得到含转子位置信号;利用电机的转速、转子位置角以及其角加速度之间关系构建扩张状态观测器,可以避免测量负载转矩和对不确定扰动的估计。仿真及实验结果表明,该优化策略能够使电机在低速控制时稳定运行,且具有更好的低速动态性能。

基于线性自抗扰的车载蓄电池电机车充电系统

针对传统矿用蓄电池电机车充电过程繁琐,需将蓄电池从电机车上吊离至专用充电机房充电,再吊回至电机车,这种充电方式要求有多套蓄电池进行替换,效率低下,并且充电纹波大、质量差。对此设计了一种蓄电池电机车车载充电控制系统,采用PWM整流和DC/DC变换两级式拓扑结构,对前级PWM整流器电压外环用线性自抗扰控制,内环采用电流解耦控制,对后级双向DC/DC采用恒流转恒压的双闭环控制。实验结果表明,基于线性自抗扰的车载充电控制系统在提升充电效率的同时,能够有效降低母线电压纹波、减小网侧电流畸变,提高充电质量。

光伏并网系统混合储能功率分配策略的研究

光伏并网发电系统受外界环境影响较大,容易引起直流母线侧功率波动,导致逆变器并网输出功率不稳定。为此通过蓄电池和超级电容组成的混合储能装置对光伏发电系统进行功率补偿,实现并网功率平衡。为防止超级电容过冲过放影响系统安全运行,提出了考虑超级电容荷电状态(SOC)的功率分配策略,该分配策略采用线性自抗扰(LADRC)双闭环控制。仿真结果表明该策略解决了逆变器并网输出功率不稳定及超级电容过充过放的问题,保障了系统安全稳定运行。

矿用电机车永磁同步电动机模糊滑模控制策略的研究

矿用电机车为煤矿井下的辅助运输工具,由于井下恶劣的工作环境,影响到电机车的可靠性和工作效率。为了提高矿用电机车控制系统的技术性能,提出采用永磁同步电动机驱动及模糊滑模控制方案,设计了模糊滑模速度控制器,采取指数趋近律来降低滑模控制的抖振现象。对所提的矿用电机车永磁同步电动机的控制策略,在加减速和爬坡等实际工况进行了系统仿真,并与传统PI控制器进行了比较分析,结果表明模糊滑模控制有着更好的控制性能,有助于平稳调速,增强抗干扰能力。

滑模-PI混合控制及解耦补偿的PMSM控制研究

针对传统滑模控制存在较大抖动和控制增益值导致启动电流过大等问题,提出一种新型趋近律的滑模-PI混合控制策略。在传统指数趋近律基础上,设计了新型混合趋近律解决系统的抖动问题,电机启动时,结合PI调节器降低启动电流。针对三相永磁同步电机中存在的凸极效应和模型误差对系统性能的影响,提出解耦电流PI控制策略。电流环引入前馈解耦补偿,通过内模控制方式对电流环参数进行整定以提高控制系统的鲁棒性和解耦性能。仿真和实验结果表明:所提出控制策略能提高控制精度和稳定性。

光伏并网与有源滤波协同控制下的MPPT优化

光伏并网逆变与有源滤波相结合的协同控制方法,可有效解决光照不足时光伏逆变器利用率低,以及重复增加有源滤波器等问题。在光伏并网逆变与有源滤波协同控制下,最大功率点跟踪(MPPT)控制的电导增量法(INC)由于步长的选择不当,会使得光伏阵列在最大功率点处产生功率损失以及引起输出电流波动,严重影响了协同控制策略中的谐波检测及补偿的精度。因此,此处提出在协同控制策略中改进变步长INC,减少了光伏阵列输出电流的波动,进而改善网侧电能质量。仿真和实验结果验证了所提改进策略的有效性。

三相光伏逆变器并网控制策略的研究

针对光伏逆变器转化效率低、控制技术落后等问题,采用一种改进的电导增量法与电流反馈控制和电网电压前馈补偿相结合的控制策略,来控制前级非隔离型DC/DC升压变换电路和并网逆变器的工作状态,减少并网电流中的谐波含量改善并网电能质量。建立了基于Matlab/Simulink的控制系统仿真模型,仿真结果表明,所提控制策略不仅能快速跟踪光伏阵列的最大功率点,而且能较好地改善逆变器输出电流波形。

光伏发电系统混合储能功率分配控制策略

针对光伏并网发电系统中的功率波动,可通过蓄电池与超级电容组成的混合储能装置进行补充,但混合储能装置存在储能单元容量有限引起的过充过放等安全问题,为此提出了一种考虑蓄电池和超级电容双SOC混合储能功率分配协调控制策略。该策略首先利用二阶低通滤波器对不平衡功率进行初次分配,再将超级电容和蓄电池的SOC划分为9个工作区域,根据不同工作区域进行二次功率分配。仿真结果表明该策略能有效解决储能单元过充过放等问题。

电动汽车用永磁同步电动机的自抗扰控制

针对电动汽车在加减速以及爬坡过程中存在着转矩脉动较大和稳定性差、快速性和超调量之间的矛盾等问题,提出了电动汽车用永磁同步电动机的自抗扰控制,设计了双闭环的自抗扰控制器。对电动汽车加减速和爬坡两种实际工况进行了模拟仿真,并与PI控制器的仿真结果进行了比较。结果表明自抗扰控制器能较好地抑制电动机电磁转矩的脉动,减小了快速性和超调量之间的矛盾,提高了电动汽车调速系统的稳定性。

矿用宽输入电压DC/DC变换电源的研究

针对煤矿井下供电电压等级多,各种设备的电源适用电压等级单一的问题,提出了一种矿用宽输入电压DC/DC变换电源。该变换电源前级使用三电平Buck电路,使得开关器件的电压应力降为输入电压的一半,以适用于宽输入电压等级;后级采用LLC谐振电路在实现开关器件的零电压开关(ZVS)开通和零电流开关(ZCS)关断的同时,起到高频电气隔离的作用。针对宽输入变换电源的控制,前级采用输入电压前馈PI控制,后级采用线性自抗扰控制(LADRC),使变换电源在实现宽输入电压的同时,有较强的适应负载变化的能力。仿真与实验结果证明,该变换电源能适应70~1300 V的交流输入电压范围,输出负载变化的适应性强。

基于直接转矩控制的高性能磁链观测与速度观测

提出了一种高性能的定子磁链和转子磁链的现测方法,并在转子磁链的基础上估算出电机转速,最后将结合磁链现测的速度估计器应用到无速度传感器直接转矩控制系统中。仿真和实验结果表明,这种观测方法能够提高速度的观测精度,增强系统的鲁棒性,并使直接转矩控制系统的低速性能得到较大提高。

矿用变频调速局部通风机的模糊控制技术

介绍了掘进工作面局部通风的要求以及变频调速在局部通风机上的应用,提出了一种先进的模糊控制器及其解耦设计方式,实现了瓦斯浓度与局部通风机风机变频调速的模糊控制,不仅提高了通风控制性能和自动化水平,而且节能效果非常显著。

基于MRAS速度辨识矢量控制系统的仿真研究

利用易于检测的电动机定子电压和电流得到电动机转速的模型参考自适应(MRAS)辨识算法,以MATLAB内含的电气系统模块库为基础,建立了MRAS速度辨识仿真模型,应用到无速度传感器异步电动机矢量控制系统中,研究结果证明该MRAS速度辨识模型具有满意的辨识精度和动态性能。

防爆变频器在煤矿应用中的关键技术

分析了防爆变频器在煤矿井下使用过程中存在的电压等级、散热、电磁兼容性、逆变器转换效率等问题,详细介绍了解决这些问题的方法,即通过采用隔爆兼本质安全型技术和热管散热技术解决变频器的防爆和散热问题,使防爆变频器具有性能高、功能强、噪音低等特点;通过改变变频器的电路拓扑结构、改进控制策略等技术手段解决变频器的电磁兼容性和能耗问题,使防爆变频器满足煤矿生产的现代化要求。

采用矢量细分的异步电动机直接转矩控制系统

介绍了一种采用矢量细分和SVPWM调制的直接转矩控制方法,实现对电机转矩的控制。将该控制方法应用到异步电动机调速系统,通过系统仿真实验验证,该控制方法的输出转矩脉动小、电流谐波低、开关频率固定,调速系统有着良好的动态性能和调速精度。

矿井胶带输送机分布式智能控制系统

根据煤矿井下胶带输送机电控系统的要求以及存在的问题 ,利用CAN总线技术组成胶带机分布式控制系统。在该系统中应用模糊控制技术 ,控制胶带机的软启动及功率平衡 ,以提高胶带机运行性能及自动化水平。

宽输入飞跨电容型TL Buck-LLC级联变换器研究

与传统Buck-LLC级联变换器拓扑相比,飞跨电容型三电平Buck-LLC级联变换器开关器件的电压应力仅为输入电压的一半、滤波电感体积小,更适用于宽输入高压大功率DC/DC电源中。所提出的宽输入变换器,前级使用飞跨电容型TL Buck电路,使输入电压范围变宽;后级LLC谐振电路在提高变换器效率的同时,起到高频电气隔离的作用。与传统的双环定频控制相比,该变换器前级通过解耦控制PWM调节电压,后级采用模糊PI控制PFM。仿真结果证明,使变换器具有输入电压宽、适应负载变化能力强的特点。

直接转矩控制在带式输送机电气传动中的应用研究

针对煤矿带式输送机电气传动装置的特点,提出了将基于直接转矩控制策略的变频调速技术应用到带式输送机电气传动控制系统上,介绍了直接转矩控制方案,并应用TMS320F2407组建了实验系统.实验结果证明,该控制方案启动转矩大,电流冲击小,启动速度非常平稳.

光伏并网逆变器LCL陷波校正滤波器

为了抑制LCL滤波器的谐振,提高光伏并网逆变器的输出性能,介绍了一种基于陷波校正法的光伏并网逆变器输出滤波控制方案,将陷波校正法和超前/滞后环节引入LCL滤波器,给出了LCL滤波器的设计参数。系统仿真和实验结果表明,这种滤波方案有效抵消了LCL滤波器的正谐振峰,有效地滤除了逆变器输出电流的高次谐波,改善了电流波形的质量,提高了光伏并网逆变器的输出效率。

光伏逆变电源可变虚拟惯量控制策略的研究

孤岛模式下频率的稳定对光伏逆变电源的正常运行至关重要,为了实现在孤岛模式下输出电能频率的稳定,该文采用虚拟同步发电机(VSG)思想设计VSG的功频控制器,考虑当频率发生变化时VSG功频控制器调整较慢的问题,提出一种可变虚拟惯量的控制策略,通过实时选择不同的虚拟惯量值来实现快速平抑频率波动。实验结果表明该方法可更快速地实现功率跟踪和频率稳定。