基于磁场定向控制的风机转矩电控系统设计与实现

针对采用抽头式单相电机的风机控制过程中存在的排风效率低、转矩脉动大等问题,文中采用直流无刷电机代替传统单相电机驱动叶轮,并结合空间向量脉宽调制算法与无感转子位置检测,采用磁场定向控制算法精准控制风机转矩,设计了一种基于磁场定向控制的风机转矩电控系统。系统采用微控制单元(Microcontroller Unit,MCU)+智能功率模块(Intelligent Power Module,IPM)的硬件驱动方案,软件顶层通过基于FreeRTOS的状态机进行控制,通过风机电控系统实验平台,完成了负载波动时的试验对比分析。实验结果表明,该系统能够实现对风机转矩的精准控制,输出转矩波动小,且磁场定向控制算法对负载扰动及参数误差具有很强的鲁棒性,使得系统在不同的风道环境下仍可准确输出固定转矩,保证了输出风量,效率较传统风机提高10%以上。

基于虚拟电压矢量的磁场定向控制策略研究

针对双三相永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统中定子相电流的谐波问题,在采用传统两矢量空间矢量脉宽调制算法的基础上,提出基于最大四矢量的空间矢量脉宽调制算法的磁场定向控制策略。其次,针对最大四矢量的空间矢量脉宽调制算法计算量大,设计复杂的问题,又提出了基于虚拟电压矢量的空间矢量脉宽调制算法的改进型磁场定向控制策略。最后,通过MATLAB/Simulink仿真平台,验证所提出的改进型控制算法策略的有效性。

基于磁场定向控制的直线电机控制系统研究

文章主要分析和研究永磁同步直线电机(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,PMLSM)的驱动控制系统。首先,建立直线电机在ABC坐标系和dq坐标系下的数学模型。其次,在dq坐标系下实现直交轴解耦,采用磁场定向控制的策略控制PMLSM,采用i_(d)=0的控制方式,并利用空间脉宽矢量调制方法调制驱动。最后,搭建PMLSM控制系统,采用速度、推力双闭环控制实现PMLSM的精确定速,同时保证其推力满足要求。

无轴承异步电机的转子磁场定向控制

由于无轴承异步电机是一个强耦合的复杂非线性系统,因此其所采用的基于转矩绕组气隙磁场定向的控制算法存在着一些局限性,诸如控制运算量较大、固有的最大转矩限制以及难于实现自适应控制等。基于此,提出了一种基于转矩绕组转子磁场定向的控制算法。由于转子磁场定向控制的引入,调速性能得以保证,而且使用中更具灵活性(如便于实现自适应控制等)。另一方面,径向悬浮控制所需的转矩绕组气隙磁链值可以在转子磁场定向控制的基础上通过系统辨识获取,这样转子稳定的悬浮也能同样得到保证。实验证明了文中提出的控制算法的有效性。

无轴承永磁同步电机的转子磁场定向控制研究

无轴承永磁同步电机由于功率密度大、转矩脉动低等优良特性受到了高度重视。文中针对一类表面贴装式无轴承永磁同步电机,详细推导出径向悬浮力表达式,建立了准确的数学模型。针对电磁转矩和径向悬浮力之间耦合的特点,采用了基于转子磁场定向的控制策略来实现这类无轴承永磁同步电机的非线性解耦控制。实验证明了该控制算法的有效性。该控制算法对插入式转子结构和内装式转子结构的无轴承永磁同步电机的控制系统设计具有一定的借鉴作用。

感应电动机按定子磁场定向控制

在矢量控制和直接转矩控制的基础上 ,取长补短 ,提出一种新型的感应电动机按定子磁场定向控制的方法 ,采用定子电阻压降补偿和电流转矩分量的闭环控制 ,实现了定子磁链和电磁转矩的协调控制。实验结果表明 ,该方案完全可行 ,系统具有良好的静。

感应型无轴承电机的优化气隙磁场定向控制

由于悬浮力与转矩之间以及水平、垂直悬浮力之间的耦合,动态过程中感应型无轴承电机转子的悬浮将变得不稳定。针对磁悬浮力是定、转子间气隙磁密有源不平衡结果的概念,该文建立了感应型无轴承电机气隙磁场定向控制模型,进行了起动及突加负载大动态过程稳定悬浮的运行仿真。然而负载运行中转子参数变化和铁磁非线性饱和的影响,定向用气隙磁通发生了幅值及相位的变化,破坏了两正交悬浮力间的解耦条件,影响了转子的稳定悬浮性能。对此,该文又提出了一种优化气隙磁场定向控制策略和系统,通过对气隙磁链幅值和相位的实时修正,实现了在气隙磁场定向基础上的动态解耦控制,有效地提高了考虑参数变化及计及饱和时感应型无轴承电机的实际悬浮运行能力,为实际系统的动态解耦控制提供了实施途径。

基于磁场定向控制的永磁同步电机参数测量

基于矢量控制原理,介绍永磁同步电机参数测量的一种新方法.该方法借助于同步伺服系统实现电机相关参数的测量,不需要特殊的仪器,也没有特别的测试要求,适用于永磁同步电机参数的现场测量.利用矢量控制情况下电机启动制动过程中速度的线性变化过程,测量电机转子的转动惯量,为电机控制系统的数学建模与仿真分析奠定基础.

异步电机并联运行磁场定向控制

针对两台电机参数和负载不一致的情形,在原有单台电机磁场定向矢量控制模型的基础上,推导出适合一个逆变器控制两台电机的磁场定向控制模型。该方法考虑了电机参数的不同及电机定子电流的不一致,基于转子平均磁链进行定向,以两台电机的定子平均电流为控制目标,定子电流的d轴分量控制平均转子磁链,q轴分量控制平均电磁转矩。理论分析、仿真结果和实验结果表明了该控制方法的正确性和可行性。

电动汽车永磁无刷轮毂电机磁场定向控制

永磁无刷轮毂电机通常具有接近正弦波形的反电势,适合采用正弦波电流驱动。基于霍尔位置传感器的磁场定向控制应用于此种电机,具有效率高,转矩脉动小等优点。在电动汽车轮毂电机直接驱动应用中,要求避免出现较大的瞬态转矩以及抑制转矩脉动,通过增加前馈控制可有效抑制瞬态较大的转矩的出现,增加死区补偿可有效改善转矩脉动。试验结果表明,基于前馈和增加死区补偿的磁场定向控制应用在电动汽车永磁无刷轮毂电机控制中具有更好的控制效果,消除了瞬时转矩较大变化引起的不平顺,减小了稳态转矩脉动产生的驾驶室噪声。

无刷双馈电机转子磁场定向控制策略的研究

根据无刷双馈电机的特点 ,将功率绕组和控制绕组在各自的同步坐标系下分别进行磁场定向 ,获得了简化的数学模型和转子磁场定向控制策略 ,给出了基于这一方法的系统框图和基于 80 196KC的硬件结构图 ,并对系统进行了仿真和试验研究 。

动态边端效应补偿的直线感应电机磁场定向控制

研究直线感应电动机动态边端效应特性可知,电机次级涡流是产生动态边端效应的主要原因。建立包含电机动态边端效应的同步坐标模型,实现直线感应电机间接磁场定向控制。为消除边端效应对推力和动态过程的影响,随着电机速度增加,对励磁电流分量进行动态补偿,获得了较快的动态响应速度,稳态精度高、超调量小。试验结果表明,进行励磁电流补偿的间接磁场定向控制能够实现高性能的直线感应电动机控制。

基于转子磁场定向控制的永磁同步电机制动过程分析

阐述了伺服系统制动过程中电机所处的运行状态,即减流阶段、反接建流阶段、回馈发电制动阶段、能耗制动阶段(或者速度调整阶段)。仔细研究了系统制动过程中各阶段电机电流、电压、速度的变化规律,分析了影响制动过程的各种因素。提出了提高电机制动响应性能、抑制速度超调的措施,以及在系统设计、调整和构成中需要注意的方面。文章还分析了电机制动时能量的回馈和直流侧母线电压的变化,以及直流电压变化对系统的影响。仿真和实验证实了文中所做的分析。

异步电动机间接磁场定向控制双闭环系统

首先对磁场定向控制理论进行了详细分析,比较后采用间接磁场定向的控制方法,并建立基于同步电流内环、转速外环的双闭环控制结构。由于电流反馈环路引入了耦合关系,采用给定电流和反馈电流的偏差引入异步电动机的外部解耦支路来抵消异步电动机交叉耦合电压项的耦合作用,消除其耦合影响。根据所述的控制系统,搭建了基于DSP的实验平台,并进行了相应特性实验。实验结果表明该控制系统实现了磁通与转矩解耦控制,系统的静、动态性能良好。

无刷直流电机磁场定向控制策略研究与实现

针对目前存在的无刷直流电机转矩脉动这一突出问题,介绍了无刷直流电机转矩脉动及抑制机理,提出采用磁场定向控制策略,以降低无刷直流电机的转矩脉动。给出了控制策略及实现方法,并建立系统仿真模型,将基于磁场定向控制与传统方波线电压控制的控制系统进行对比仿真研究,仿真表明基于磁场定向控制的无刷直流电机控制系统性能更好,转矩脉动更小。以STM32F103B为核心设计了磁场定向控制无刷直流电机控制系统,实测的电机相电流为近似正弦波,转速波动小,电机运行平稳。

基于DSP的无位置传感器永磁同步电机磁场定向控制系统

介绍了一种采用DSP芯片TMS32 0C2 4x实现的永磁同步电机磁场定向控制方案。所采用的磁场定向控制策略 ,在较宽的速度范围内有效。文章着重介绍了一种改进算法 ,即取消相电流传感器且采用滑模观测器实现无位置传感器速度控制。

基于终端滑模的永磁同步电机磁场定向控制

在永磁同步电机磁场定向控制策略中,常采用传统的PI调节器实现转速环和电流环的控制,存在着抗干扰能力弱、鲁棒性差等问题.针对此问题,将终端滑模控制方法应用于永磁同步电机的磁场定向矢量控制,结合终端滑模理论和永磁同步电机的数学模型,提出一种速度环和iq环联合控制方法.该方法既提高了系统控制性能,又减少了控制器的数量.通过仿真实验验证了该控制策略的有效性.

无轴承异步电机磁场定向控制策略分析

针对无轴承异步电机电磁转矩和悬浮力强耦合特性,研究了基于转矩控制绕组气隙磁场定向控制和转子磁场定向控制的无轴承异步电机控制策略,进行了对比分析。分析表明:气隙磁场定向控制中存在最大转矩限制、非线性机械特性,难以实现自适应控制等问题;对转子磁场定向控制而言,当负载或转速变化时,由于转矩控制绕组转矩电流变化将导致气隙磁场发生改变,如果仍以转子磁场近似替代气隙磁场作为悬浮依据,必然影响到悬浮控制性能。文中通过仿真和实验对以上2种控制策略下的系统动、静态性能进行了分析和比较,结果验证了以上所述观点的正确性。

基于简化的SVPWM的PMSM磁场定向控制系统

为促进数字信号处理器(digital signal processor,DSP)的实时计算,提出简化的空间矢量脉宽调制(space vector pulse-width modulation,SVPWM)算法。通过建立特殊的坐标系,将传统的SVPWM算法中的6个扇区的划分简化至3个扇区,使相应的计算更加简单。在永磁同步电机磁场定向控制的理论基础上,完成了伺服控制系统的硬件以及软件的设计。硬件电路的设计是以TMS320F2812和智能功率模块(PS21563-P)为核心器件,系统的软件设计中采用了磁场定向控制(field oriented control,FOC)算法及简化的SVPWM技术,系统采用电流环、速度环的双闭环结构,实现伺服系统的高精度控制。实验结果证明了简化SVPWM算法的可行性,同时,该伺服系统运行稳定可靠,具有良好的控制性能。

异步牵引电机磁场定向控制解耦算法的研究

针对异步牵引电机,研究了磁场定向控制系统的电压解耦问题。就一种新的解耦算法,从动态响应、抗参数变化、弱磁区转矩响应等方面,借助理论分析和计算机仿真,与现有的解耦算法进行比较。研究表明:该方法更适合于大功率牵引电机的解耦计算。