基于复矢量PI调节器的四象限级联型变频器PWM整流控制策略

在分析四象限级联型变频器功率单元数学模型的基础上,以输入和输出瞬时有功功率平衡为控制目标,给出了PWM整流电流指令。为保证各频率电流的准确跟踪,提出了复矢量PI(complex vector PI,CVPI)调节器,实现了各频率电流的完全解耦控制,论证了CVPI调节器相比传统调节器,对谐振频率变化具有更好的鲁棒性。同时,建立了基于卡尔曼(Kalman)滤波的直流母线输出电流辨识模型,实时地辨识电流大小及其频率。构建了功率单元实验平台,对所提控制策略的正确性与可行性进行了实验验证。

基于频率自适应复矢量PI控制器的PMSM电流谐波抑制策略

逆变器非线性和电机反电动势谐波给永磁同步电机(PMSM)系统引入了电流谐波,在对其特性分析的基础上,将复矢量PI控制器用于电流谐波的抑制。在磁场定向矢量控制的d、q轴电流环中,将若干复矢量PI控制器与原有PI控制器并联,其中心频率随着电机转速自适应调节,PI控制器调节d、q轴中的直流分量,通过复矢量PI控制器在中心频率处的高增益无静差跟踪控制d、q轴中不同频率的交流量,从而达到抑制电流谐波的目的。仿真和试验结果表明,复矢量PI控制器对电流的5、7等频次的谐波具有良好的抑制效果。

基于合成矢量的双级矩阵变换器驱动感应电机电流控制策略

将双级矩阵变换器(two-stage matrix converter,TSMC)作为感应电机的驱动装置,针对传统矢量控制中感应电机参数变化造成控制系统解耦不充分的问题,提出了基于合成矢量的TSMC驱动感应电机电流控制策略。对TSMC与感应电机合成矢量的数学模型进行推导和合理的简化。利用合成矢量根轨迹法设计出一种基于复数比例–积分控制器的电流闭环控制系统,解决了随着系统频率增加控制系统控制性能大大下降的问题,并降低了常规解耦控制系统对电机参数的依赖性。仿真结果表明:TSMC能提供满足感应电机调速要求的高质量输出电压和电流,所提出的控制策略能有效改善控制系统的动态和稳态性能。

永磁同步电机电流谐波抑制策略

逆变器非线性、反电动势波形非正弦等因素会使得永磁同步电机绕组电流中包含5、7次谐波,从而导致电机转矩波动,并使电机产生振动和噪声,影响系统的控制性能。本文对电流谐波抑制策略进行综述,阐述其原理,并进行实验对比。

一种应用于船舶轴带同步发电机变流器系统的新型PWM整流控制策略

为了降低大型船舶航行时的碳排量和燃油成本,缩短柴油发电系统的运行时间成为一种理想的解决方案,而采用轴带发电系统则能较好地实现这一目标。传统轴带同步发电机变流器系统无法充分利用发电机容量,发电机侧功率因数较低且电流谐波含量高,直流母线电压波动较大,导致逆变侧输出的交流电压幅值不稳定。该文采用一种新型的宽频无刷励磁同步发电机(broad-frequency brushless excite synchronous generator,BFBESG)与四象限变流器(fourquadrant converter,FQC)相结合的方式。在轴带发电机侧,提出基于复矢量PI控制器电流内环和基于瞬时功率平衡的电压平方外环的双闭环变频PWM整流控制策略。采用变频谐振锁相环对发电机端电压进行相位锁定。设计并研制了100 k W轴带同步发电机变流器试验样机。通过样机负载实验验证了所提控制策略的可行性与优越性。

考虑电压饱和的感应电机复矢量电流解耦控制

在感应电机矢量控制系统中,传统电流PI控制器在电流频率增加较大时,d,q轴电流的耦合程度加深,出现电压饱和现象等问题限制了系统响应速度的提升。提出一种基于复矢量解耦的电流PI控制器,控制器采用复矢量解耦与抗电压饱和结合的控制算法,仿真和实验结果表明该调节器有效提高了电机的电流动态响应能力和加重载时的速度稳定性。

永磁同步电机电流调节器性能研究

永磁同步电机以其高效率、高功率密度等优点在轨道交通领域应用日益广泛。文中给出了永磁同步电机复矢量数学模型,基于该模型研究了永磁同步电机矢量控制几种常用的电流调节器控制性能。对同步旋转坐标系前馈/反馈解耦PI电流调节器和同步旋转坐标系复矢量电流调节器的控制器性能做了对比分析。理论分析和仿真结果验证了同步旋转坐标系复矢量电流调节器优异的控制性能。