混合励磁轴向磁场磁通切换永磁电机多矢量模型预测电流控制

混合励磁轴向磁场磁通切换永磁(hybridexcitation axial field flux-switching permanent magnet,HEAFFSPM)电机是一种具有高效率、高功率密度、宽调速的新型永磁同步电机。该文针对该类混合励磁轴向磁场永磁电机的电励磁磁场与电枢磁场矢量耦合、参数非线性等问题,提出一种多矢量模型预测电流控制策略。详细分析电励磁磁场与电枢磁场耦合机理,构建HEAFFSPM电机离散数学模型。在此基础上,基于三矢量电流模型预测方法,提出电枢电压矢量与励磁电压矢量合成方法。在每个采样周期内,将多个基本电压矢量合成为两个幅值和方向均可调的虚拟电压矢量,实现对交、直轴电流与励磁电流的无差拍控制,有效缓解了电枢与励磁独立控制下磁场耦合导致的驱动系统运行性能恶化、电流畸变等问题,提高了HEAFFSPM电机控制系统的控制精度和响应速度。最后,通过实验验证所提出的多矢量模型预测电流控制策略的有效性。

模块化多电平换流器直流输电控制策略

模块化多电平换流器高压直流输电(MMC-HVDC)系统的控制策略及电流内环控制器对其故障时的运行特性有着重要影响。设计了电网电压不平衡下负序电流抑制策略和对应的限流环节。为解决正负双序同步旋转坐标下电流序分量分解和控制器较多问题,构建了基于比例积分和谐振控制的混合电流矢量控制。此外为降低桥臂环流对系统运行的影响,在分析桥臂电流构成成分的基础上,针对环流序分量2倍频特点设计了桥臂环流抑制器。仿真结果表明混合电流矢量控制能够实现直流和2倍频交流电流信号的统一控制,达到了负序电流和桥臂环流的抑制效果。

一种新型混合转子结构无轴承电动机磁悬浮力的矢量控制

无轴承电机具有无机械磨损和噪声等优点,其转子旋转和悬浮的电磁转矩和磁悬浮力皆由电机本身产生。在对不同转子结构转矩和磁悬浮力进行有限元对比分析的基础上,该文提出了一种兼有永磁式和感应式转子共同优点的新型电机不仅能产生大的电磁转矩和磁悬浮力,而且提供了通过电流矢量定向实现悬浮力解耦控制的途径。基于数字信号处理器 DSP (TMS320C32)和复杂可编程逻辑芯片 CPLD(Xilinx),构建了混合转子无轴承电机的控制系统,实现了悬浮力矢量控制策略。试验结果表明该文所提出的新型无轴承电机的设计与控制策略是可行的。

基于混合转子结构和悬浮力控制的新型飞轮储能用无轴承电机

通过对不同转子结构控制的无轴承电机转矩和磁悬浮力的比较,本文提出了一种新型飞轮储能用无轴承电机混合转子结构,具有永久磁铁转子和感应转子的优点。带有混合转子结构的无轴承电机不仅能产生大的电磁力矩和大的悬浮力,而且还可以通过电流矢量定向实现悬浮力的解耦控制。由TMS320C32DSP和Xilinx CPLD来控制该种混合转子结构的无轴承电机。试验结果表明新型无轴承电机的设计和控制策略是可行的。

交流传动系统的混合型逆变器控制技术研究

混合型逆变器由大容量低开关频率和小容量高开关频率的两个逆变模块并联组成。本文以混合型逆变器驱动的三相感应电机调速系统为对象,建立了混合型逆变器在同步坐标系下的数学模型,并与电机矢量控制相结合,研究了混合型逆变器的电流跟踪控制策略。仿真和实验结果表明,从逆变器实现了对部分负载电流、主逆变器产生的谐波电流和逆变器间零序环流的有效跟踪控制,使得混合型逆变器的容量得到灵活配置,电机侧谐波电流含量大大降低,而且传动系统具有较好的动态控制性能。

四自由度机械手多细分步进电机驱动器的设计

为了使两相混合式步进电机能在低速运行平稳,在高速运行转矩恒定,设计了一种以STM32F103为核心的步进电机多细分驱动系统.根据分析电流矢量多细分控制方式与步进电机电流环的PI控制方式,制定硬件和软件设计方案.该系统采用RS485总线与上位机通信,实现了恒流控制、正反转运行和多档细分的功能,使得步进电机在低速平稳运行,在高速时恒转矩运行.文中给出了测试结果,并对所测波形进行分析.实验结果表明系统设计合理可靠.

混合式步进电动机宽调速范围矢量控制策略

混合式步进电动机(HSM)在工业领域中应用广泛,其同步电频率已达1 kHz以上。受数字控制系统的采样频率限制,当电机高速运行时,采样频率与同步频率之比很小,导致电流控制环不能正常工作,限制了电机运行速度的提高及负载能力的提升。这里针对HSM矢量控制系统提出一种电流预测及其控制方案;为进一步拓展电机速度运行范围,这里还研究了弱磁控制策略。实验结果表明电机速度运行范围宽广,动态响应迅速。

混合电动车用PWM整流器控制方法的研究

分析了PWM整流电路各种控制方法的优缺点,提出了将空间电压矢量控制和定频滞环优化矢量电流控制相结合的复合控制策略,既保证了系统有好的静态特性,又保证了系统的快速跟随性。对空间电压矢量方法进行了改进,在不改变系统输出特性的前提下,使开关频率降低了 50%。仿真结果证明复合控制方法使系统具有控制精度高,调节时间短,超调量小等优点,能够满足混合电动汽车能量回馈系统的要求。

混合箝位式三电平整流器控制策略研究

针对高压、大功率混合箝位式三电平脉宽调制(PWM)整流器,分析了其功率开关器件控制规则并建立了数学模型,提出基于参考电压分解的三电平优化空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法和电网电压定向直接电流控制策略,实现了混合箝位式三电平整流器的高动态性能控制。通过分析64种电压空间矢量对整流器直流侧中点电位的影响特性,首次提出混合箝位式三电平整流器冗余"七段式"空间矢量组合选择策略,实现了直流侧中点电位的自平衡控制。实验结果表明所提出的控制策略实用、可行。

基于电动汽车的无刷直流电机低扭矩脉动混合矢量驱动控制

由于实际工艺问题,无刷直流电机(BLDCM)的相反电动势并不是理想的120°梯形波分布,其平顶宽度和波形畸变都会造成换向时刻的转矩脉动。通过分析非理想反电动势对换向转矩脉动的影响,提出了一种基于霍尔开关信号的低扭矩脉动混合矢量驱动控制策略。实验结果表明,混合矢量驱动下的BLDCM以方波大转矩顺利起动,再平滑切换至正弦波矢量运行,转矩脉动大大降低,弥补了以往BLDCM在电动汽车坡起及转矩噪声等方面的不足。

混合并联型逆变器的控制策略研究

混合型逆变器由2个不同容量不同开关频率的逆变模块并联组成。以混合型逆变器供电的交流传动系统为对象,以降低电机电流的谐波畸变为目标,研究了系统的控制策略。在建立系统数学模型的基础上,基于异步电机的矢量控制理论及空间电压矢量脉宽调制原理,得到了同步坐标系下主从式矢量控制策略。最后通过建立一套混合型逆变器并联带电机的控制系统模型进行性能验证,仿真结果表明:电机定子侧电流THD<5%,和单个逆变模块相比,大大降低了电机电流的谐波畸变。

一种新型混合励磁电机矢量控制策略的研究

通过永磁与电励磁磁路的特殊设计,研发了一种新型混合励磁同步电机,在分析了其基本结构与调磁原理的基础上,提出了基于分区控制的矢量控制策略,深入研究了各区域的电流分配机制,最后通过样机实验验证了该电机及其控制策略的可行性与有效性。

混合式步进电动机的矢量控制分析

混合式步进电动机与传统的异步、同步电动机相比,由于定子磁势、转子磁钢的非线性分布以及磁饱和等因素的存在而没有简单的线性化数学模型。根据已有数学模型,利用电动机矢量控制原理,在d—q坐标系下推导出混合式步进电动机电磁转矩与电流关系、静态控制与动态控制的数学模型,以及电动机定子电流细分算法,最后通过搭建实验样机验证其控制方法的有效性。