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智能跑步机异步电机变频调速直接转矩控制 被引量:1
1
作者 曾建航 赵德成 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第1期280-284,共5页
因智能跑步机控制系统存在延时的问题,导致跑步机的运行损耗高、效率低。为此,提出智能跑步机异步电机变频调速直接转矩控制方法。分析异步电机的变频调速效果,构建跑步机控制约束,将模型预测直接转矩控制算法作为非线性内部控制器的控... 因智能跑步机控制系统存在延时的问题,导致跑步机的运行损耗高、效率低。为此,提出智能跑步机异步电机变频调速直接转矩控制方法。分析异步电机的变频调速效果,构建跑步机控制约束,将模型预测直接转矩控制算法作为非线性内部控制器的控制算法,估计定子磁链后预测定子磁链和电磁转矩,建立合适的目标函数,并采用末端输出控制法获取定子磁链和电磁转矩参考值,对跑步机系统延时加以补偿,完成智能跑步机异步电机变频调速直接转矩控制。实验结果表明,所提方法控制下的智能跑步机振幅曲线波动最小,电磁转矩在(0.5~1.5)N·m之间,稳定后的运行损耗和运行效率控制在67 W和0.77%左右,可有效减小跑步机的电磁转矩脉动,降低运行损耗,提高运行效率,且具有良好的平稳性。 展开更多
关键词 智能跑步机 直接转矩控制 定子磁链 电磁转矩 模型预测控制
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Direct Torque Control System and Sensorless Technique of Permanent Magnet Synchronous Motor 被引量:10
2
作者 胡育文 田淳 +2 位作者 游志青 汤立新 M.F.Rahman 《Chinese Journal of Aeronautics》 SCIE EI CAS CSCD 2003年第2期97-102,共6页
The direct torque control theory has achieved great success in the control ofinduction motors. However, in the DTC drive system of Permanent Magnet Synchronous Machine (PMSM)proposed a few years ago, there are many ba... The direct torque control theory has achieved great success in the control ofinduction motors. However, in the DTC drive system of Permanent Magnet Synchronous Machine (PMSM)proposed a few years ago, there are many basic theoretical problems that must be clarified. Thispaper describes an investigation about the effect of the zero voltage space vectors in the DTCsystem of PMSM and points out that if using the zero voltage space vectors rationally, not only canthe DTC system be driven successfully but also the torque ripple is reduced and the performance ofthe system is improved. This paper also studies the sensorless technique in the DTC system of PMSMand configures the DTC system of PMSM with sensorless technique including zero voltage spacevectors. Numerical simulations and experimental tests have proved the theory correct. In thecondition of sensor-less, the DTC system of PMSM is wide-rangely speed adjusting, and the ratio ofspeed adjustment is 1: 100. 展开更多
关键词 power electronics direct torque control permanent magnet motors SENSORLESS stator flux linkage
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基于改进新型电压模型的永磁同步电机控制
3
作者 陈雄 邹积浩 +2 位作者 任佳 钱鹏 翁如杰 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2023年第1期109-113,118,共6页
传统电压型磁链观测器无法去除电动势中存在的直流量,通过采用新型电压模型能够有效解决直流量累积的问题,并分析频率突变对输出磁链的影响,进一步改进新型电压模型,从而增强系统的动态性能。此外,考虑到永磁同步电机运行过程中存在的... 传统电压型磁链观测器无法去除电动势中存在的直流量,通过采用新型电压模型能够有效解决直流量累积的问题,并分析频率突变对输出磁链的影响,进一步改进新型电压模型,从而增强系统的动态性能。此外,考虑到永磁同步电机运行过程中存在的功耗问题,进而引入一种给定变化参考磁链的方法,实现永磁同步电机定子电流的最优控制,从而提升电机的运行效率。仿真结果表明,新的磁链观测器不仅能够在感应电动势出现偏移的情况下保持磁链的稳定性,而且比优化前的动态响应性能更好。 展开更多
关键词 参考磁链 幅值和相位补偿 直流偏置 动态性能 电压模型
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基于超螺旋算法的永磁同步电机变结构自抗扰控制设计与验证
4
作者 李娟 余尚尚 +2 位作者 陆浩 杨明晖 李生权 《江苏科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2023年第5期72-78,共7页
针对永磁同步电机直接转矩控制(direct torque control,DTC)存在较大的磁链,转矩脉动以及在低速运行段控制效果不佳等问题,提出了基于超螺旋滑模(super-twisting sliding mode,STSM)的变结构自抗扰控制(active-disturbance rejection co... 针对永磁同步电机直接转矩控制(direct torque control,DTC)存在较大的磁链,转矩脉动以及在低速运行段控制效果不佳等问题,提出了基于超螺旋滑模(super-twisting sliding mode,STSM)的变结构自抗扰控制(active-disturbance rejection controller,ADRC)调速方法.首先,设计基于幅值、相位补偿与死区补偿的定子磁链观测器,以解决直流漂移、积分饱和与开关时延的问题.其次,将传统直接转矩控制系统中的磁链环和转矩环上的滞环控制器替换成超螺旋滑模控制器以减小磁链和转矩脉动问题.再次,将变结构的思想引入到扩张状态观测器(extended state observer,ESO)的设计中,在速度环上设计了一种变结构自抗扰控制器.最后,通过搭建调速系统实验平台,对PI+STSM、ADRC+STSM与所提的变结构ADRC+STSM 3种控制方法开展对比实验,结果表明所提出方法的有效性和优越性. 展开更多
关键词 永磁同步电机 直接转矩控制 变结构自抗扰控制 定子磁链观测器 超螺旋滑模
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计及撬棒保护影响的双馈风力发电机组故障电流特性研究 被引量:56
5
作者 孔祥平 张哲 +2 位作者 尹项根 王菲 隆茂 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期1-10,共10页
为了研究对称及不对称电网故障情况下双馈风力发电机组的故障电流特性,建立了两相静止坐标系下双馈风力发电机组的动态模型。对近区严重故障且撬棒保护动作情况下双馈风力发电机组的定子绕组磁链动态过程进行了研究,提出了一种兼顾精确... 为了研究对称及不对称电网故障情况下双馈风力发电机组的故障电流特性,建立了两相静止坐标系下双馈风力发电机组的动态模型。对近区严重故障且撬棒保护动作情况下双馈风力发电机组的定子绕组磁链动态过程进行了研究,提出了一种兼顾精确性和简易性的定子绕组磁链简化计算模型。以此为基础,对对称故障和不对称故障情况下双馈风力发电机组的故障电流特性进行了分析,得到了其解析表达式,建立了故障电流的等效计算模型。数字仿真结果表明,理论分析结果在故障发生后的前2个工频周期内具有很高的精确度,可以满足继电保护原理研究和整定计算的应用要求。 展开更多
关键词 双馈风力发电机组 撬棒保护 定子绕组磁链 故障电流特性 等效计算模型
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一种中高速区转矩优化的异步电机直接转矩控制算法 被引量:19
6
作者 范文进 郑琼林 +3 位作者 杨中平 林飞 宋文胜 DO Viet Dung 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期240-249,共10页
提出一种在异步电机基速内转矩性能优化的直接转矩控制(direct torque control,DTC)算法。该算法在中高速段采用连续定子磁链轨迹切换技术实现了各段定子磁链轨迹平滑切换。随着电机转子速度的升高,定子磁链轨迹依次从圆形、多边形及六... 提出一种在异步电机基速内转矩性能优化的直接转矩控制(direct torque control,DTC)算法。该算法在中高速段采用连续定子磁链轨迹切换技术实现了各段定子磁链轨迹平滑切换。随着电机转子速度的升高,定子磁链轨迹依次从圆形、多边形及六边形连续与平滑地切换,算法具有电机转矩脉动小,电机转矩平稳等特点;在高速区段,给出一种非零电压矢量提前注入的控制方案,实现了减小转矩向下脉动,因此有效提高了转矩平均值与转矩平稳性。该DTC算法仅需在传统DTC结构中增加调节定子磁链和调节电压矢量作用时刻算法,既保留了传统DTC算法快速动态响应,以及对电机转子参数不敏感等特征,又确保控制系统较低的计算量要求。理论分析和实验结果都证明了该DTC算法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 直接转矩控制 异步电机 连续定子磁链轨迹 转矩优化 基速
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基于扩展磁链观测的永磁同步电机转矩闭环矢量控制 被引量:9
7
作者 杨淑英 占琦 +2 位作者 张兴 郭磊磊 周岩峰 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期80-84,共5页
用于风力发电和电动汽车等特殊应用场合中的永磁同步电机(PMSM)驱动器通常需要直接跟踪主控系统下发的转矩指令,而实际系统中通常不安装扭矩仪等转矩检测部件,因此,电磁转矩的准确获取对高精度转矩闭环至关重要。文中提出了一种基于最... 用于风力发电和电动汽车等特殊应用场合中的永磁同步电机(PMSM)驱动器通常需要直接跟踪主控系统下发的转矩指令,而实际系统中通常不安装扭矩仪等转矩检测部件,因此,电磁转矩的准确获取对高精度转矩闭环至关重要。文中提出了一种基于最小阶扩展磁链观测器的实时定子磁链观测方案,并在此基础上完成电磁转矩的观测计算。该定子磁链观测方案不仅可以避免传统方案造成的积分饱和、相位或幅值偏差等不利影响,而且该观测方案具有较强的参数鲁棒性,其转矩观测计算精度基本不受PMSM交、直轴电感以及转子磁链的影响。11kW的PMSM仿真与实验验证了该方案的可行性和有效性。 展开更多
关键词 扩展磁链观测器 定子磁链观测 转矩闭环控制 永磁同步电机
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基于交互式MRAS策略的无轴承异步电机无速度传感器矢量控制系统 被引量:10
8
作者 高剑 黄守道 +2 位作者 马晓枫 蔡国洋 曹彦飞 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第11期41-46,共6页
针对无轴承异步电机无速度传感器运行的需要,提出了一种交互式模型参考自适应系统的参数辨识方法,实现了转子速度和定子电阻的在线独立辨识。计算机仿真和实验结果表明,无轴承异步电机转矩绕组定子磁场定向的交互式模型参考自适应控制... 针对无轴承异步电机无速度传感器运行的需要,提出了一种交互式模型参考自适应系统的参数辨识方法,实现了转子速度和定子电阻的在线独立辨识。计算机仿真和实验结果表明,无轴承异步电机转矩绕组定子磁场定向的交互式模型参考自适应控制系统能在大负载扰动下实现无速度传感器方式的电机稳定悬浮运行,验证了本文所提方案的有效性。 展开更多
关键词 无轴承异步电机 定子磁场定向 交互式模型参考自适应系统 无速度传感器 定子电阻在线辨识
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永磁同步电机直接转矩控制中定子磁链的分析 被引量:14
9
作者 许峻峰 徐英雷 +1 位作者 冯江华 许建平 《电气传动》 北大核心 2005年第1期10-12,18,共4页
针对交轴电感大于直轴电感(Lq>Ld)的凸极永磁同步电机转矩表达式的特点,得出了为了保证电磁 转矩和负载角变化趋势一致时必须保证定子磁链给定幅值限制在一定的范围内,以及在基速运行范围内如何 来改变定子磁链给定幅值达到... 针对交轴电感大于直轴电感(Lq>Ld)的凸极永磁同步电机转矩表达式的特点,得出了为了保证电磁 转矩和负载角变化趋势一致时必须保证定子磁链给定幅值限制在一定的范围内,以及在基速运行范围内如何 来改变定子磁链给定幅值达到最大转矩/磁链(MPTF)运行的目的,从而达到提高系统运行的效率,仿真结果表 明采用基于MPTF的直接转矩调速系统较传统的直接转矩调速系统效率大为提高。 展开更多
关键词 定子磁链 永磁同步电机 直接转矩控制 电磁转矩 幅值 电感 调速系统 最大转矩 直轴 表达式
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利用柔性功率调节器提高电力系统稳定性 被引量:31
10
作者 李刚 程时杰 +1 位作者 文劲宇 潘垣 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第23期1-6,共6页
多功能柔性功率调节器(FPC)是一个大容量低速飞轮储能系统,也是一种新型FACTS装置。它由双馈电机(DFIG)和作为交流励磁电源的电压源型双PWM变换器组成。类似于超导磁储能(SMES),FPC具有独立的有功和无功调节能力,能提高电力系统稳定和... 多功能柔性功率调节器(FPC)是一个大容量低速飞轮储能系统,也是一种新型FACTS装置。它由双馈电机(DFIG)和作为交流励磁电源的电压源型双PWM变换器组成。类似于超导磁储能(SMES),FPC具有独立的有功和无功调节能力,能提高电力系统稳定和改善电能质量。与SMES相比,FPC易于开发和运行,成本也低。为了提高FPC的控制性能,提出了一种改进型定子磁链定向控制策略。该策略对于电网电压波动具有较好的鲁棒性,且易于实现。针对一个包含FPC的双机无穷大母线系统进行仿真,证明该改进型控制策略具有良好的动态特性,电力系统的稳定性得到明显改善。 展开更多
关键词 交流励磁 飞轮储能 双馈电机 矢量控制 定子磁链定向 稳定控制
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永磁同步直线电机电磁推力的分析 被引量:12
11
作者 郭红 贾正春 +1 位作者 詹琼华 马志云 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期1-4,共4页
分析了端部效应对永磁同步直线电机电枢磁链的影响,推导了电流矢量控制时永磁同步直线电机的电磁推力,通过直线电机和旋转电机的实验数据比较,证明理论分析是正确的。
关键词 永磁同步直线电机 电磁推力 端部效应 电枢磁链 电流矢量控制 机械振动 数学模型
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一种基于空间矢量调制的永磁同步电动机新型直接转矩控制方案 被引量:21
12
作者 徐艳平 钟彦儒 杨惠 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第11期47-52,共6页
针对永磁同步电动机(PMSM)的传统直接转矩控制(DTC)中存在的磁链转矩脉动大和开关频率不恒定等问题,分析了直接转矩控制中影响磁链和转矩增量大小的因素,在建立定子磁链坐标系下永磁同步电动机数学模型的基础上,提出了一种基于空间矢量... 针对永磁同步电动机(PMSM)的传统直接转矩控制(DTC)中存在的磁链转矩脉动大和开关频率不恒定等问题,分析了直接转矩控制中影响磁链和转矩增量大小的因素,在建立定子磁链坐标系下永磁同步电动机数学模型的基础上,提出了一种基于空间矢量调制(SVM)的新型DTC方法,该方法利用定子电压在定子磁链坐标轴上的分量控制电动机的磁链和转矩,再结合空间矢量调制方法控制逆变器运行。仿真和实验结果证明了这种基于空间矢量调制的直接转矩控制方法可以有效地减小传统直接转矩控制中的磁链和转矩脉动,并使逆变器工作在恒定的开关频率下。 展开更多
关键词 永磁同步电动机 直接转矩控制 磁链转矩脉动 空间矢量调制 定子磁链坐标系
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基于固定合成矢量的三电平异步电机直接转矩控制 被引量:12
13
作者 林磊 邹云屏 +4 位作者 钟和清 邹旭东 张杰 张允 黄朝霞 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第27期120-125,共6页
针对传统的具有中点电位平衡功能的三电平固定合成矢量异步电机直接转矩控制(direct torque control,DTC)方法会引起较大的定子磁链和转矩纹波的缺点,该文改进固定合成矢量的合成方式,提出了适用于高性能三电平异步DTC系统的"24矢... 针对传统的具有中点电位平衡功能的三电平固定合成矢量异步电机直接转矩控制(direct torque control,DTC)方法会引起较大的定子磁链和转矩纹波的缺点,该文改进固定合成矢量的合成方式,提出了适用于高性能三电平异步DTC系统的"24矢量"法和"24矢量+变调制比"法。从磁链、转矩控制性能的角度出发,分析了其对电机性能的改善。这两种方法物理概念清晰,结构简单,易于实现,同时还保留了传统固定合成矢量方法的优点。实验结果证明了控制方法的正确性和可行性。 展开更多
关键词 异步电机 三电平逆变器 直接转矩控制 固定合成矢量 定子磁链纹波 转矩纹波
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基于参考磁链电压空间矢量调制策略的永磁同步电机直接转矩控制研究 被引量:47
14
作者 刘军 楚小刚 白华煜 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期11-15,共5页
设计了基于参考磁链电压空间矢量调制策略的永磁同步电动机直接转矩控制,用PI调节器取代了常规直接转矩控制系统中的开关表和滞环控制器,在每一控制周期计算出参考磁链和估计磁链的偏差,选择相邻非零矢量和零矢量并精确计算出其作用时... 设计了基于参考磁链电压空间矢量调制策略的永磁同步电动机直接转矩控制,用PI调节器取代了常规直接转矩控制系统中的开关表和滞环控制器,在每一控制周期计算出参考磁链和估计磁链的偏差,选择相邻非零矢量和零矢量并精确计算出其作用时间。仿真结果表明,与常规永磁同步电机直接转矩控制相比,基于参考磁链电压空间矢量调制策略永磁同步电机直接转矩控制转矩脉动显著减小;转矩和转速动态响应更快;具有更好的动、静态性能。 展开更多
关键词 永磁同步电动机 直接转矩控制 空间矢量调制 参考磁链
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基于定子磁链模型的异步电机转子时间常数辨识 被引量:8
15
作者 刘和平 汤梦阳 +1 位作者 刘庆 彭东林 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期56-61,共6页
针对异步电机在运行过程中,由于温度变化或磁场饱和等原因,造成电机参数发生变化,尤其是转子时间常数变化影响矢量控制系统性能的问题,提出了一种基于定子磁链模型的转子时间常数的在线估计方法。定子磁链的电压-电流模型具有结构简单,... 针对异步电机在运行过程中,由于温度变化或磁场饱和等原因,造成电机参数发生变化,尤其是转子时间常数变化影响矢量控制系统性能的问题,提出了一种基于定子磁链模型的转子时间常数的在线估计方法。定子磁链的电压-电流模型具有结构简单,对参数依赖性小的优点,依据模型参考自适应(model reference adaptive system,MRAS)原理,将其优化后作为参考模型建立系统,能够在宽调速范围内更加准确的辨识出转子时间常数,并采用Popov稳定性理论,设计出自适应律,保证了系统的稳定性。通过仿真和实验验证了该方法的正确性和可行性。 展开更多
关键词 异步电机 矢量控制 转子时间常数辨识 定子磁链模型 模型参考自适应
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基于DSVM混合磁链模型感应电机直接转矩控制 被引量:10
16
作者 张兴 魏冬冬 +1 位作者 杨淑英 谢震 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期62-67,共6页
在感应电机的直接转矩控制中,为了提高定子磁链观测的准确性,引入一种混合定子磁链观测模型解决电压-电流磁链模型与电流-转速磁链模型之间平滑切换的问题;同时,针对传统滞环直接转矩控制开关表中可选电压矢量数量少,且固定采样周期内... 在感应电机的直接转矩控制中,为了提高定子磁链观测的准确性,引入一种混合定子磁链观测模型解决电压-电流磁链模型与电流-转速磁链模型之间平滑切换的问题;同时,针对传统滞环直接转矩控制开关表中可选电压矢量数量少,且固定采样周期内作用时间不合理的缺点,运用离散空间电压矢量调制技术(DSVM),在改进原有电压矢量开关表的基础上获得了更多的有效电压矢量。利用Matlab仿真工具对系统进行了仿真研究,结果表明:与传统滞环直接转矩控制相比,转矩脉动有所降低。最后,通过实验验证了方案的可行性。 展开更多
关键词 直接转矩控制 感应电机 混合定子磁链模型 离散空间电压矢量调制
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异步电机定子磁链的间接观测方法 被引量:29
17
作者 谢鸿鸣 陈伯时 《电气传动》 北大核心 1999年第1期11-15,共5页
磁场控制是实现高性能交流调速方法(矢量控制、直接转矩控制等)的基础。目前,为了尽可能地减少调速系统对电机参数特别是转子参数的依赖,提高控制系统的鲁棒性,按定子磁场控制的磁场控制法已越来越得到重视。磁场控制的关键是磁链... 磁场控制是实现高性能交流调速方法(矢量控制、直接转矩控制等)的基础。目前,为了尽可能地减少调速系统对电机参数特别是转子参数的依赖,提高控制系统的鲁棒性,按定子磁场控制的磁场控制法已越来越得到重视。磁场控制的关键是磁链的正确计算,本文仔细分析了目前常用的几种异步电机定子磁链的观测方法,讨论了各自的实质及其优缺点,通过数值仿真对其误差收敛性以及由参数变化造成的观测误差进行了定量分析。 展开更多
关键词 定子磁链 磁场控制 异步电机 间接观测法
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基于反电势形状函数法的无刷直流电动机直接转矩控制 被引量:9
18
作者 高瑾 胡育文 +1 位作者 黄文新 黄志峰 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期417-422,共6页
采用两相导通模式时通过逆变器开关状态不能确定电压空间矢量,现有方案是通过实时测量3个相电压来解决这一问题,但系统变得复杂;此外现有方案在转矩观测中包含的微分项会降低控制精度,增大计算量,影响系统实时性。针对这两点不足,提出... 采用两相导通模式时通过逆变器开关状态不能确定电压空间矢量,现有方案是通过实时测量3个相电压来解决这一问题,但系统变得复杂;此外现有方案在转矩观测中包含的微分项会降低控制精度,增大计算量,影响系统实时性。针对这两点不足,提出反电势形状函数法,在软件中实现了相电压的实时计算,使转矩观测变得简洁,更易于工程实用。最后给出的仿真与实验结果证明了反电势形状函数法用于无刷直流电机直接转矩控制中的可行性与有效性。 展开更多
关键词 直接转矩控制 电压矢量 反电势形状函数 定子磁链 无刷直流
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基于储能型稳控装置的电力系统阻尼特性分析 被引量:19
19
作者 李刚 程时杰 +1 位作者 文劲宇 潘垣 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2007年第17期11-15,20,共6页
飞轮储能式柔性功率调节器(FPC)是一种以储能原理为基础的电力系统稳定控制装置。基于由一台同步发电机和一台FPC组成的双机无穷大系统模型,利用特征值分析法研究了FPC对电力系统阻尼特性的改善作用,并分别讨论了FPC功率调节响应速度和... 飞轮储能式柔性功率调节器(FPC)是一种以储能原理为基础的电力系统稳定控制装置。基于由一台同步发电机和一台FPC组成的双机无穷大系统模型,利用特征值分析法研究了FPC对电力系统阻尼特性的改善作用,并分别讨论了FPC功率调节响应速度和FPC可调功率对系统阻尼特性的影响。计算和仿真结果表明,FPC能够增加电力系统的总阻尼资源并优化阻尼分配,特别是FPC的动态有功功率调节能显著改善系统的阻尼特性并提高系统抑制低频振荡的能力。 展开更多
关键词 电力系统阻尼 储能型稳控装置 柔性功率调节器 特征值分析法 定子磁链定向励磁控制
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基于电压模型的定子磁链观测器及参数设计方法 被引量:21
20
作者 万宇宾 胡婵娟 万淑芸 《电气传动》 北大核心 2006年第3期15-18,共4页
基于电压模型的定子磁链观测中,通常采用一阶低通滤波器来替代纯积分环节,以消除积分环节对直流量的积累作用。但低速时在磁链观测上的误差,会直接影响直接转矩控制系统的效率和性能。介绍了3种基于电压模型的定子磁链观测器,给出原理框... 基于电压模型的定子磁链观测中,通常采用一阶低通滤波器来替代纯积分环节,以消除积分环节对直流量的积累作用。但低速时在磁链观测上的误差,会直接影响直接转矩控制系统的效率和性能。介绍了3种基于电压模型的定子磁链观测器,给出原理框图,并进行仿真比较。此外,还结合仿真数据分析了低通滤波器截止频率的选择问题。 展开更多
关键词 定子磁链观测器 低通滤波器 截止频率
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