基于Simulink的转差频率控制异步电动机矢量控制系统仿真

本文主要分析了异步电动机转差频率控制技术的主要控制方法、基本组成与工作原理,对异步电动机坐标系朝着另一个坐标转变展开讲解,在梳理电动机控制转差频率矢量控制原理的基础上选择Simulink搭建异步电动机转差频率控制系统,从而满足仿真要求。采用仿真分析的形式最终获得转差频率矢量,并达成对矢量的精准控制,最终将控制结果系统应用到异步电动机上,能够是异步电动机具有良好的控制性能。

变频调速异步电动机的转差率

以异步电动机机械特性曲线为基础,分析了变频调速异步电动机在拖动恒转矩负载、恒最大转矩负载、变转矩(非风机和泵类)负载、恒功率负载以及风机和泵类负载时,转差率随频率变化的规律.给出了在不同性质的负载和频率条件下,电动机的转差率和转速的计算公式.研究表明,变频调速电动机的转差率随频率的变化而变化.本研究的结论否定了变频调速电动机转差率不变的观点.

直线感应电机过无次级感应板区检测

为解决大功率直线感应电机工程应用中过无次级感应板区域存在的电机电流和推力冲击的问题,详细分析电机非确定电磁感应状态下的电磁特性,得到电机主电感随主、次级耦合程度的变化关系.基于计及动态边端效应的直线电机状态空间方程,提出基于全阶观测器的互感在线辨识算法,依此判定是否运行于非确定电磁感应状态.通过实时调整电机d-q轴指令电流的给定和电机模型高精度计算,实现直线电机非确定电磁感应状态的有效检测和平滑过渡.依托广州地铁5号线实际应用项目进行所提直线电机初、次级非确定电磁感应状态下检测和控制算法的实验验证.实验结果表明:该控制策略能有效实现直线电机牵引车辆无次级感应板区域的平滑过渡,不产生电机电流和推力冲击.

基于自抗扰控制器的感应电机变频调速系统

设计了由4个一阶自抗扰控制器构成的多环调速系统.该系统将电机模型中的交叉耦合项、易变参数以及负载统一归为未知"扰动",用自抗扰控制器的扩张状态观测器进行观测,并采用非线性状态误差反馈控制器补偿,实现控制系统的精确解耦和简单线性化.该控制方案不需要精确的电机参数,使得自抗扰控制器的设计能够独立于感应电机的精确数学模型.半物理仿真软件Saber Designer中的器件级仿真实验表明,相对于经典PID控制器,自抗扰控制器对负载扰动和电机参数变化具有更好的鲁棒性和动态性能.

基于人工神经网络的异步电机SVPWM转差频率矢量控制仿真实现

详述了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)的原理,论述了利用人工神经网络(ANN)实现SVPWM的可能性及其方法;基于MATLAB构建了2个神经网络子模块,将其封装到Simu-link仿真环境中,并构建了控制上易于实现的异步电动机转差频率矢量控制系统。仿真证明,基于ANN的SVPWM技术更有利于在电机的定子侧形成接近于圆形的旋转磁场,从而更有利于减小输出转矩的脉动和抑制电机输入电流的高次谐波。

异步电机矢量控制系统的节能研究

从异步电动机的稳态等效电路出发,推导出了功率因数与转差角频率之间的关系。根据这一关系,建立了基于恒功率因数的异步电动机转差频率矢量控制系统。实验表明,该系统在低负载时节能效果明显。

一种新型极低速异步电机无速度传感器控制方法

提出了一种基于信号注入的新型极低速异步电机无速度传感器矢量控制方法。该方法通过注入低频定子电流信号得到转子位置角度误差,并进而估计电机转速。该方法不依赖于异步电机的非理想特性,仅由基波模型就可实现极低速段的转速估计。此外,该方法还具有较强的电机参数鲁棒性。仿真及实验结果证明,基于低频信号注入的方法可以很好地实现异步电机在极低速段的无速度传感器矢量控制。

基于模糊控制的直线感应电动机转差频率矢量控制系统

建立了直线感应电动机的矢量控制数学模型,提出了速度闭环、磁链开环的转差频率矢量控制设计方法。设计了速度模糊控制器,对电机在起动和负载情况下进行了仿真实验。结果表明,采用模糊控制实现的直线感应电动机转差频率型矢量控制系统比PI控制系统具有更强的鲁棒性,系统的稳态性能和动态性能大大提高。

直线型和推进器型负载变频异步电动机的转差率

利用异步电动机机械特性曲线,分析了变频调速异步电动机在拖动直线型负载和推进器型负载时转差率随频率的变化规律。结果表明:变频调速异步电动机拖动直线型负载时,频率改变而转差率不变;拖动推进器型负载时,转差率的改变不仅与频率有关,还与电机的额定转差率有关。在近似计算时,可以认为变频后的转差率与额定转差率之比,等于变频后的频率与额定频率之比的平方。

电动叉车转差频率型矢量控制系统的建模仿真研究

基于异步电动机转差频率型矢量控制理论,对电动叉车电动机控制系统进行了建模。同时根据实际工况,利用Matlab/Simulink软件对空载提升和满载提升两种作业进行仿真研究。仿真结果表明,该系统的动态响应快,鲁棒性好,并具有良好的稳定性能。

基于DSP的交流感应电机数字控制器的研究

本文依据矢量控制的原理,通过坐标变换,将定子电流矢量分解为按转子磁场定向的两个直流分量并分别加以控制,从而实现磁通和转矩的解耦控制;以电机控制专用的 DSP 芯片 TMS320F240为核心,设计、开发了一套基于矢量控制的变频调速系统。试验结果表明,该控制系统硬件结构简单,实时性好。

ＢＧ３１４乘法器在滑差频率矢量控制系统中的应用

本文介绍了在KBS-1交流电机变频调速装置上,重新设计两个单元,从而实现了滑差频率矢量控制系统的一种方法。

基于模糊控制器的直线电机矢量控制系统研究

针对直线感应电动机多变量、非线性、强耦合的控制对象特点,将模糊控制策略应用到转差频率型直线感应电动机矢量控制系统中。采用磁链开环、速度和电流模糊控制的双闭环控制系统,速度和电流调节器采用自调整模糊控制器。对电机在起动和突加负载情况下进行了仿真,结果表明:采用模糊控制双闭环实现的直线电机转差频率型矢量控制系统比PI控制系统具有更强的鲁棒性,系统的稳态性能和动态性能大大提高。

基于磁通观测器无速度传感器转差频率型矢量控制系统

对矢量控制系统动态结构进行了研究 ,应用状态估计与状态观测器理论 ,提出了新型磁通观测器结构和速度推算方法 ,对控制系统进行建模 。

KBS-1型交流电机变频调速装置功能的扩展

介绍了在KBS-1交流电机变频调速装置上,重新设计两个单元,实现转差频率矢量控制系统的一种方法。

基于定子电压空间矢量感应电动机的转速控制

为了简化控制算法,进一步提高感应电动机转速控制系统的性能,在空间矢量理论的基础上,揭示了定子电压矢量对电动机转子磁场和电磁转矩的控制作用,提出以转差角频率调控定子电压矢量,并通过三相定子电压的SVPWM实现,以形成对转子磁链和电磁转矩的控制,达到快速控制电动机转速的原理、方法和系统。该方法避免了坐标变换,算法简单。通过仿真和实验可看出,由此原理构建的电动机转速控制系统具有良好的起动性能、调速性能、抗负载扰动性能及对电动机电阻值变化较好的鲁棒性。

一种利用转矩观测矫正异步电机转子磁场定向的方法

异步电机矢量控制的性能易受电机参数变化的影响。该文针对转子时间常数变化的情况,提出一种基于转矩观测的磁场定向矫正方法。利用定向控制偏差时转矩在dq坐标系和αβ坐标系上的观测差异,通过PI调节器直接补偿转差角频率。文中还详细分析了由转子时间常数引起dq轴电流的耦合性,及定向偏差对转子磁链、转矩观测的影响。由于该方法直接观测定子磁链,不涉及难以准确辨识的转子电阻参数,因此可以有效地保证矫正的精度。该方法结构简单、易于工程实现。仿真和实验验证了该算法的有效性。

异步电动机转差型无速度传感器矢量控制系统

主要研究的是异步电动机无速度传感器矢量控制系统 ,用矢量控制理论和电压解耦的方法建立了转差型电压矢量解耦控制系统。利用模型参考自适应 (MRAS)的方法实现转速辨识 ,仿真结果验证了辨识方法是可行的。

矢量控制异步电机参数敏感性仿真研究

在异步电机控制性能优化问题的研究中,瞬时转子磁链位置的准确定向是矢量控制成功的关键技术,而磁场定向依赖于电机参数,尤其是转子时间常数,但转子时间常数极易随环境和电动机运行工况发生变化。对影响转子时间常数的因素及变化方式进行了详细的理论分析和数学推导。不仅综合了温度和磁场饱和度的影响,而且考虑了通常被忽略但对系统性能影响很大的铁损因素,因此转子时间常数还依赖于转差频率。通过MATLAB软件进行仿真,得到了转子时间常数不准确时系统稳态及动态性能的变化规律。仿真结果可为异步电机矢量控制系统优化设计及参数辨识提供依据和参考。

基于DSP的直线感应电机模糊矢量控制系统研究

针对直线感应电机强耦合、多变量、非线性、时变的控制特点,将模糊控制策略应用到转差频率直线感应电机矢量控制系统中;建立了计及端部效应的直线感应电机等效数学模型,设计了基于DSP的直线感应电机模糊控制系统的软硬件,采用磁链开环、速度和电流闭环的矢量控制系统,对速度模糊控制器进行了设计;对直线感应电机在起动和负载情况下的动态特性进行了仿真实验,结果表明:采用模糊控制实现的直线感应电机转差频率矢量控制系统比具有基本数学模型的传统PI控制系统具有更强的鲁棒性。