SiC器件在高速永磁电机转速跟踪控制中的应用研究

针对高速永磁同步电机(HSPMSM)的电感值小、基波频率高等特点,以及Si基IGBT开关速度和电压等级限制而引起的电机运行过程中定子电流谐波含量高、发热严重和响应延迟大的问题,研究SiC金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)在HSPMSM转速跟踪控制中的应用。通过双脉冲测试电路分析了SiC和Si器件的开关特性,结果表明SiC MOSFET具有更快的开关速度和更低的开关损耗。基于Simulink/PSpice联合仿真,搭建了HSPMSM矢量控制仿真模型。仿真结果表明,采用SiC器件的逆变器能加快电机转速响应速度,减少电流高次谐波,提高输出稳定性,从而提高转速跟踪性能。

高压变频器在高速永磁同步离心式冷水机组的应用

高速永磁离心式冷水机组作为一种高效的制冷设备,其中压缩机采用的高速永磁同步电机驱动,凭借体积小、噪音低、高效节能、调节范围广等优势,成功应用于工商业生产。采用高性能无位置传感器磁场定向控制技术的永磁同步电机变频器,解决了高速永磁同步电机带来的启动不稳定、高速易振动等难题,具有控制可靠、运行转速稳定等优点。

基于组件的电网监测图形系统的设计

本文以某电网监测系统为背景,利用VectorControl.Net组件和SVG语言进行系统的图形建模,结合VectorControl.Net组件对象模型,分析了VectorControl.Net组件开发SVG的步骤和方法,并给出了电网监测网络的拓扑关联矩阵的实现算法。

基于自适应全阶观测器的感应电机低速发电运行稳定性

速度自适应全阶观测器已经被成功和广泛地应用于感应电机无速度传感器驱动系统,然而许多研究和实践工作都表明,基于自适应全阶观测器的感应电机驱动系统在低速发电运行状态会出现不稳定现象。本文利用自适应控制理论,推导出基于开环全阶磁链观测器的使转速估计值及估计磁链稳定的充分必要条件,并进而给出了在给定转速条件下驱动系统发生不稳定现象的发电性质负载转矩边界值,从理论上阐明了何时会出现不稳定现象的问题。同时基于转矩-转速平面下的驱动系统相关特性分析,提出通过增大磁链幅值,增强驱动系统在低速发电模式下的带载能力,扩大稳定运行范围。仿真和实验结果验证了文中理论分析和提出方法的有效性。

嵌入式永磁同步电机离线参数辨识技术

详细介绍了一种永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)矢量控制系统电机参数的离线辨识技术。该技术基于电机的动态数学模型,通过在电机端注入直流或交流电流,测量相应的电压响应,辨识出电机的定子电阻、转子磁链、直轴电感和交轴电感。实验结果证明了该算法的正确性。

永磁同步电机飞轮储能系统充放电控制策略

针对飞轮储能系统(FESS)转动惯量大、采用传统矢量控制算法启动时在零速附近容易出现转速震荡的问题,提出了一种新的电机控制方法。该方法用理论计算转速替代模型参考自适应(MRAS)算法的观测转速,并用给定电流替代反馈电流对耦合项进行计算,减小电机转速振荡。在FESS放电时,需要根据负载所需功率调整电机输出功率,针对此问题,采用一种以维持直流母线电压恒定为目标的电机控制方法,同时在FESS投入工作前,用电机当前转速作为传统MRAS算法PI控制器积分项的初始值,加快了MRAS无速度算法的收敛速度。仿真和实验结果表明,与传统控制方法相比,所提出的控制算法能减小电机启动时在零速附近的转速振荡,维持FESS放电时负载的正常工作,保证FESS快速可靠地进行状态切换。

带输出滤波器的永磁同步电机系统的逆变器最大功率因数研究

为了改善永磁同步电机系统的绝缘性,减小振动与噪声并增大逆变器的输出功率因数,首先推导了带LC输出滤波器的表贴式永磁同步电机系统的最大电流和最大电压限制;然后根据此限制以及电流、电压矢量图推导得到该系统的电机d轴参考电流,实现该系统的逆变器最大功率因数矢量控制;最后给出了整个系统的多回路反馈控制框图。实验结果证明了理论推导的逆变器最大功率因数控制方法能够使逆变器的功率因数达到最大,保证了系统稳定运行,输入给电机正弦电压和电流。

双馈式风力发电机低电压穿越控制策略

为解决PI电流控制器作用下双馈式风力发电机低电压穿越能力弱的问题,提出基于改进三态滞环电流矢量控制VCBTLHC的复合电流控制策略。分析了VCBTLHC的原理,解决了VCBTLHC电压矢量选择的不确定现象,导出了VCBTLHC的开关表。在Matlab/Simulink中实施了复合电流控制中两个电流调节器之间的切换策略。仿真结果表明,所提出的低电压穿越控制策略提高了双馈式风力发电机的低电压穿越能力。

基于增量式旋转编码器的永磁风力发电机控制研究

永磁直驱型风力发电机是一种低转速大转矩的发电机,风力机运行过程中要实现最大风能的捕获,需要对发电机进行转矩控制。使用一种高精度增量式旋转编码器,测量永磁同步发电机的转速和转子位置,并在此基础上实现了发电机的矢量控制。实验表明,经过初始安装角度的校正,这种高精度的增量式码盘能够准确测量发电机的转速和转子位置,没有累积误差,基于这种编码器的矢量控制方法在永磁风电实验系统上取得了很好的效果。

矿山牵引电机车控制系统的仿真

矿山牵引系统要求牵引电机起动力矩大、稳定性好、过载能力强等,根据矿山的实际情况,对矿山牵引系统双电机拖动系统的简单平均模型进行建模仿真,采用矢量控制算法设计交流矿用电机车变频调速系统并进行仿真,仿真验证系统能满足矿山牵引的需要,具有良好的鲁棒性。

飞轮储能电池在并网型风力发电系统中的应用

提出了一种采用飞轮储能电池来充当电能质量调节作用的并网式风力发电系统,分析了飞轮储能电池调节电能质量的作用,直流侧电压的调节方法,利用能量平衡原理推导出了前馈参数与定子电流的关系,并给出了控制方法。仿真结果证明了系统在改善电能质量方面的优越性能。

感应电机模型参考模糊自适应矢量控制系统研究

针对基于转子磁链模型参考自适应法的感应电机矢量控制系统性能受转子参数影响较大的问题,分析磁链观测器对转子参数的敏感性,提出了一种基于转子参数辨识和模糊控制的感应电机无速度传感器控制方法。该方法通过基于定子电流模型的模型参考模糊自适应系统来估计电机转速和转子参数,其中转速自适应率采用参数自调整模糊控制方法进行设计,并在线辨识转子参数,以提高转速和磁链的观测精度、减小参数摄动影响。仿真结果表明该系统具有较强的鲁棒性和自适应性。

基于DBN网络与BP神经网络PID控制的永磁同步电机调速策略比较研究

针对BP神经网络自身存在的学习速率固定、记忆不稳定等缺点,设计了一种基于DBN网络PID的永磁同步电机控制器,通过Matlab/Simulink对基于BP神经网络PID控制器的电机调速策略和基于DBN网络PID控制器的电机调速策略进行建模仿真分析,探讨两者对于PMSM调速策略中控制鲁棒性和稳定性的优劣。仿真结果表明,基于DBN网络PID的永磁同步电机调速控制策略训练效果更佳,具有更好的稳定性和鲁棒性。

兆瓦级三电平永磁直驱风力发电系统仿真研究

基于永磁同步发电机(PMSG)数学模型,采用双三电平PWM结构的全功率变换器;机侧采用转子磁链定向的矢量控制技术并结合PMSG较为常用的零d轴电流控制方案,提高了系统效率;基于电网电压定向,网侧变换器应用电压电流双闭环控制策略;在Matlab/Simulink仿真环境下建立了直驱式永磁同步风力发电系统的仿真模型,包括:SVPWM矢量控制模块,零d轴电流控制模块,abc到dq坐标变换模块,电压补偿模块。对风速阶跃变化时系统运行情况进行了仿真,结果验证了该模型的合理性及控制策略的正确性和可行性。

三电平逆变器矢量控制合成方法探讨

本文首先分别介绍了三电平逆变器拓扑的基本工作原理及其空间矢量脉宽调制和异步电机动态数学模型下的矢量控制方法。并在此基础上对异步电机矢量控制与三电平之间的接口进行了讨论,主要对矢量所落扇区及小三角形区域判断、参考电压矢量的合成进行了讨论,并给出了仿真结果。

基于单步模型算法的PMSM控制策略

分析了永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统的工作原理,针对传统PI控制器调节时间长、对电机参数依赖度高的缺点,采用了单步模型算法控制策略.设计了基于单步模型算法的永磁同步电机矢量控制系统,并进行了仿真分析.仿真结果表明,单步模型算法控制策略具有不过分依赖电机数学模型、能较好地抑制各种不确定性干扰等优点,系统在动态过程中有较小的超调,且对于负载扰动具有较强的鲁棒性.

基于DSP的空间矢量PWM波实现

叙述了空间矢量PWM(SVPWM)的基本原理;介绍了用DSP(TMS320LF2407A)生成SVPWM波的控制方法。通过软硬件结合,在DSP调速平台上进行了实际的调试和验证。结果证明,利用DSP实现SVPWM波的确有控制算法简单,速度快,实现方便等优点。

基于复矢量的电流环解耦控制方法研究

永磁同步电机(permanent magnet synchronous motors,PMSM)采用矢量控制后,可以实现电流静态解耦,但动态耦合关系依然存在,而且随着转速的升高,耦合作用的影响也越来越严重。传统的电压前馈解耦控制(voltage feed forward decoupling control,VFDC)对参数变化敏感,因此提出一种基于复矢量的电流环解耦控制策略。电机模型包含一个随速度变化的极点,因此电压前馈解耦控制器的固定零点很难保证全速度范围内的零极点对消;复矢量控制器包含一个随速度变化的虚轴零点,从而实现控制器的零点与被控对象的极点完全解耦。该文采用复矢量的分析方法建立了更精确的电机控制模型,并通过传递函数对解耦特性进行了分析,在此基础上给出了可用于仿真和实验的d-q轴的控制模型。仿真和实验结果表明复矢量解耦控制器有效提高了电流环的控制性能。

模型参考自适应下的永磁同步电机无传感器矢量控制

基于模型参考自适应(MRAS)算法基本原理,研究永磁同步电机转子位置以及转速估算算法,将MRAS算法应用于永磁同步电机无传感器矢量控制系统中.Matlab/Simulink环境下搭建基于MRAS算法的永磁同步电机无传感器矢量控制系统仿真模型,对电机在启动、转速突变以及负载转矩突变的工况进行仿真试验和结果分析,仿真和实验结果验证该控制系统具有良好的控制性能,MRAS算法可以准确估算出电机转子位置以及转速.

改进滑模变结构的永磁同步电机控制方法

永磁受到多种因素影响,具有复杂变化特性。传统方法存在抗干扰能力弱、系统响应时间长,稳定性差等问题。为了获得更优的磁同步电机控制效果,提出了改进滑模变结构的永磁同步电机控制方法,在Matlab 2014的平台上与其他方法进行了仿真对比实验。结果表明,所提方法可以准确实现磁同步电机进行控制,当负载发突变时,能够在短时间内做出响应,抗负载扰动能力强,提高了系统动态性能。实验结果验证了所提方法对永磁同步电机控制的有效性和优越性。