基于空间矢量调制的直接转矩控制算法研究

针对传统的直接转矩控制由于采用滞环比较器对磁链和转矩进行直接控制,导致出现开关频率不恒定,磁链和转矩脉动大的问题,提出一种基于空间矢量调制的直接转矩控制方法。根据感应电机的数学模型,建立磁链、转矩双闭环PI控制回路。直接以磁链和转矩作为控制量,采用空间电压矢量调制策略。该方法具有矢量控制连续平滑和直接转矩控制快速响应的特性。仿真和实验结果表明,相对于传统的直接转矩控制,基于空间矢量调制的直接转矩控制方案的开关频率恒定,大大减小了转矩脉动,改善了电流和磁链波形,使系统具有良好的动、静态性能,验证了该方法的可行性和有效性。

一种带约束的电压空间矢量脉宽调制方法

为解决传统调制方法中的最小脉宽问题,提出了一种带约束的电压空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)方法。首先,建立新的三相桥臂坐标,取消了扇区的划分和判断;其次,将基本电压空间矢量由8个减小为3个,并将其作用时间与三相桥臂的导通时间一一对应;再次,通过增加约束条件,将传统SVPWM方法的调制过程及其结果离散化,从而避免了窄脉宽的出现;最后,给出了一种快速的计算策略,其计算量仅与SVPWM方法一个扇区的计算量基本相同。相对于SVPWM方法,所提方法调制的基波与杂波在频谱上的分布更清晰,低次谐波较少,有利于进行低通滤波处理,更适合较高电压和较大电流的逆变要求。仿真及实验结果均验证了该方法的可行性。

一种新颖的同时考虑中点电位平衡和窄脉冲消除及死区补偿的三电平空间电压矢量脉宽调制方法(英文)

该文引进了一种简洁高效的三电平 SVPWM 算法。在此基础上,提出一种中点电位控制和窄脉冲消除方法,同时进行了死区的补偿。仿真和实验结果表明,该方法实现简单,输出波形谐波含量小,中点电位得到很好的控制,并较好地解决了窄脉冲问题。同时由于进行了死区补偿,使逆变器在低频输出时波形明显改善,提高了系统在低频时的转矩输出。在用 TMS320LF2407 DSP 为开发平台的三电平实验样机上取得了良好的效果。

基于空间电压矢量脉宽调制的单位功率因数整流器

文章对文献 [1]中提出的 SVPWM控制方案进行了改进 ,并详细分析了系统在整流状态下的工作模式及控制算法的推导 ,从理论上验证了改进后的简单控制算法具有可行性。同时 ,这种控制算法亦能使整流系统的能量双向流动 。

永磁同步电机电压空间矢量控制系统仿真研究

基于矢量控制原理,主要研究永磁同步电机转子磁场定向的电压空间矢量控制算法,并利用MATLAB软件对控制系统进行设计与仿真,给出了电压空间矢量控制在空载和带载两种不同条件下仿真实验的波形,通过与SPWM控制的波形进行对比分析,验证了该方法具有良好的动态性能。

轨道交通用磁通切换永磁直线电机空间矢量脉宽控制

随着城市轨道交通的快速发展,直线电机在该领域的应用得到广泛关注。本文研究一种磁通切换型永磁直线电机,其永磁体和电枢绕组都置于初级动子,而次级长定子仅由导磁铁心组成,结构简单。因此,该电机兼具永磁同步直线电机功率密度高和直线感应电机定子结构简单的优点,特别适用于如轨道交通等长定子场合,可大大降低系统成本。针对电流滞环控制方法精确度不高的问题,本文采用了空间矢量脉宽调制算法来研究该磁通切换直线电机动态性能。利用Matlab/Simulink搭建了电机的系统仿真模型,在此基础上研究了该电机负载动态变化时的推力响应及动态性能,仿真结果验证了模型的正确性和有效性,为实际的直线电机控制系统提供了参考和依据。

基于EPLD的全数字式空间电压矢量脉宽调制器

以空间电压矢量脉宽调制方法为理论基础 ,讨论了一种基于EPLD的新型全数字式空间电压矢量脉宽调制器 ,实现了变频控制 .该方案以其良好的性能价格比 。

空间电压矢量下SRM转矩脉动最小化

针对开关磁阻电机具有转矩脉动大的缺点,依据空间电压矢量下直接瞬时转矩控制的理论,通过分析采用基本电压矢量存在转矩失控现象的原因,提出了一种优化直接转矩控制的新方案。该方案以基本空间电压矢量为基础,通过适时地采用新增空间电压矢量,同时优化转矩滞环控制器的方法,达到提高直接转矩控制性能的目的。为验证方案的有效性和正确性,以一台三相12/8极开关磁阻电机为控制对象,将新方案与传统直接转矩控制的效果进行了比较。结果证明,新方案有效地抑制了转矩失控现象的产生,并在进一步减小转矩脉动上有明显效果,最终将转矩脉动控制在±1N·m以内。

基于周波控制和空间电压矢量的离散变频对比分析

对于三相异步电动机,离散变频是一种新颖的能有效提高电机起动转矩的新型控制方法,但其存在电磁转矩脉动严重和电流有效有效值较大的缺点。为克服该缺点,首先从定子空间电压矢量分析基于周波控制的离散变频工作过程,明确定子电压矢量的重复触发是该离散变频产生电磁转矩脉动的原因。然后利用六边形空间电压矢量原理提出基于空间电压矢量的离散变频控制方法,将一个周期的电压矢量减小至6个,避免了电压矢量重复触发或反方向导通,以减少电磁转矩脉动。最后从定、转子电流和电磁转矩仿真对比两种离散变频起动过程,结果表明基于空间电压矢量的离散变频起动转矩更大、起动更加平稳,起动过程性能明显优于基于周波控制的离散变频。

基于DSP的电压空间矢量控制系统在VRV空调中的应用

介绍了制冷剂流量可变空调(VRV)的室外压缩机的控制系统的设计。其是以DSPTMS320LF2407为主控芯片,以电压空间矢量为核心控制算法,实现了对压缩机的高性能的控制。

基于DSP的混合型空间电压矢量法的研究

在传统的空间电压脉宽矢量调制(SVPWM)的基础上,对其零矢量插入位置和顺序进行调整,引出了一种改进的混合型空间电压矢量调制策略(简称HSVPWM),介绍了利用数字信号处理器TMS320F240对其进行实现的具体方法。给出了试验结果并同传统的空间电压脉宽矢量调制策略加以比较。

三电平SVPWM的等效简化控制算法

传统的空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)应用于三电平逆变器时,在判断合成参考电压矢量所在扇区和开关矢量的作用时间的过程中,存在复杂的坐标旋转和三角函数运算,计算量大,精度低,对高精度实时控制产生了不可忽略的影响。本文根据空间电压矢量调制的规律,提出一种新型三电平SVPWM等效控制算法。该算法无需坐标变换、三角函数计算和无理数计算,使得计算过程非常简单,节约了计算的时间,使得结果更为精确。

永磁直驱风力发电系统网侧脉冲宽度调制变换器的闭环控制

永磁直驱风力发电系统通常通过全功率变换器并入电网,为提高并网运行的稳定性,研究三相电压型双脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)变换器矢量控制策略。依据背靠背电压型整流器(voltage source rectifier,VSR)的d-q轴数学模型,结合空间矢量PWM技术,建立永磁直驱风力发电系统的网侧PWM变换器仿真模型;采用前馈解耦方案,实现VSR的有功、无功功率解耦控制,获得基于电网电压定向的电压电流双闭环控制策略;通过选择兼顾系统良好性能要求的控制参数,使得直流母线电压快速稳定,改善电流的谐波畸变率。建立了MATALAB/Simulink仿真模型,仿真结果表明系统具有良好的动态响应能力,验证了所提控制策略的正确性和有效性。

固定共模电压的虚矢量模型预测控制仿真研究

在电机驱动系统中,共模电压的波动会产生高频谐波和漏电流。针对这一问题,提出了一种带预选矢量集的虚矢量模型预测控制(PDO-FCS-MPC)方法。这种方法有效抑制了共模电压的波动,并且尽可能的平衡了开关损耗和输出波形质量之间的关系。通过对三相二电平逆变器的仿真分析,对于不含虚矢量的远端状态脉宽调制(RS-PWM),在共模电压被固定的同时,逆变器的开关频率为12233 Hz,输出相电流的总谐波失真(THD)为5.96%。在不带预选矢量集的虚矢量模型预测控制(DO-FCS-MPC)下,逆变器的开关频率为22177 Hz,输出相电流的THD为2.56%。而在使用PDO-FCS-MPC这种控制策略时,逆变器的开关频率变为了13200 Hz,输出相电流的THD为3.83%。根据仿真结果,可以得到PDO-FCS-MPC这种方法能在固定共模电压的同时,更有效的平衡逆变器开关损耗和输出波形质量之间的关系。

串联H桥多电平变频器电压空间矢量控制算法

为解决串联H桥多电平变频器调速系统中,由于电压矢量数目过多而带来的计算困难及电压矢量优化选择问题,在对多电平系统电压矢量的特点和规律进行深入分析的基础上,提出了一种简单、通用的电压空间矢量控制算法。该算法采用以线电压作为中间值的方法对输出电压矢量及其作用时间进行计算,采用大小开关状态相结合的方法对脉冲宽度调制(PWM)脉冲进行输出。该方法同时具有需要定时器数目少,占用内存少和实现简单的特点。实验结果表明该控制算法是正确和有效的。

纳秒级脉冲电压作用下聚丙烯膜反极性充电现象的研究

采用针-板电极系统,对无纺聚丙烯过滤膜纳秒级脉冲电压作用下电介质膜空间电荷形成过程进行研究。发现了聚丙烯膜积累的空间电荷与所加脉冲电压极性相反的聚合物膜反极性充电现象。正极性脉冲峰值越高越容易引起聚合物膜反极性充电。峰值足够高且脉宽足够窄的负极性脉冲也导致反极性充电。脉宽大于 200ns 的负极性脉冲作用下,聚合物膜充电过程为同极性充电,并且电荷积累量与脉冲峰值无关,随着脉宽的增大均趋于同一个稳定值。据此,文中提出了基于强场注入和反向注入两种充电过程并存的新理论模型,强调了针—板空气间隙固有放电特性对聚合物膜充电过程的影响。

基于滑模电压控制的PWM整流器研究

建立了同步旋转坐标下三相电压型PWM整流器的非线性数学模型,针对目前三相PWM整流器动态性能较差的特点,对电压外环提出了一种基于同步旋转坐标系的滑模控制算法,电流内环采用前馈解耦控制。最后建立了仿真模型并与传统PI控制进行了对比仿真,结果表明基于该方法能实现无功电流和有功电流的解耦控制,系统能保证很高的功率因数,输出电压恒定,能适应负载的扰动和非线性变化,具有很好的静动态性能。

电力推进船舶永磁容错电机矢量控制策略对比分析

针对电力推进船舶推进电机性能与控制策略相匹配的问题,本文对电推船用永磁容错电机提出了空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)和电流滞环跟踪控制(CHBPWM)两种不同的矢量控制策略。结合H桥逆变电路结构和工作原理,从谐波和控制效果方面对比分析了SVPWM和CHBPWM的区别和联系,并在Matlab/Simulink中建立了三相永磁容错电机的矢量控制仿真模型,搭建矢量控制系统实验平台。由仿真和实验结果可知,相对于CHBPWM控制,SVPWM控制对直流侧电压的利用率更高,可降低转矩脉动,而CHBPWM控制则可优先用于对转速、转矩响应速度要求较高的场合。因此可根据电推船不同的用途、需求等选用不同的控制策略。

基于最小铜损的BLDCM矢量控制

为了降低无刷直流电机(BLDCM)驱动系统的转矩脉动,提高运行效率,提出了基于最小铜损的BLDCM矢量控制方案.该方案实现思路是基于最小铜损设计电流指令发生器,发生器根据速度外环输出的参考转矩获得BLDCM定子电流给定值.定子电流给定值与实际定子电流比较后,经过电流内环PI调节器生成逆变器参考电压,其控制逆变器进行空间矢量脉宽调制(SVPWM)并输出驱动BLDCM的相电压,实现BLDCM的矢量控制.为了验证基于最小铜损BLDCM矢量控制方案的可行性和有效性,建立了该系统的Simulink仿真模型,仿真结果证实了BLDCM矢量控制在降低转矩脉动的同时兼具良好的动态和静态性能.

无刷直流电动机抑制低速转矩脉动的滞环电流SVPWM控制

研究采用转子磁场定向的矢量控制方法使无刷直流电动机定、转子磁势矢量始终保持正交,结合滞环调制电流控制和空间电压矢量调制,设计了无刷直流电动机滞环电流SVPWM控制方案。运行结果表明,此方案能有效地抑制无刷直流电动机低速时的转矩脉动,更好地改善系统的动态性能。