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。

旋转机械非稳定信号的伪转速跟踪阶比分析

旋转机械非稳定信号阶比分析技术 ,是旋转机械特征分析的重要内容。本文提出并介绍了用时频分析技术中的瞬时频率估计实现伪转速跟踪阶比分析的方法。和传统方法相比 ,本方法无需转速计和鉴相装置等辅助硬件手段 ,简化了阶比分析的实现。介绍了借助本方法实现的阶比谱、阶比谱阵和跟踪阶比谱等阶比分析技术的方法 ,并通过实际测试验证了其有效性。本方法是对已有方法的有力补充 ,特别适合虚拟测试仪器发展的要求。

基于同步电机电流模型的转速跟踪仿真分析

根据同步电机电流模型的基本原理,在Matlab的Simulink环境下搭建了对应原理的仿真模型,根据气隙磁链和励磁电流的控制实现对电机转速的调节。在仿真模型中利用"From"、"Goto"实现各个部分的模块化设计,减少了各种反馈线路和互联线路的交叉;各模块与电机控制原理基本对应,便于理解分析,为进一步研究同步电机的复杂调速奠定了基础。

机械式转速跟踪器在甘蔗收获机的应用研究

针对甘蔗收获机械恶劣的作业工作环境,提出一种机械式转速检测及跟踪调节装置,用于对作业机构转速的检测及反馈。介绍机械式转速跟踪装置的工作原理,运用ADAMS对该机械进行仿真分析,并搭建试验平台进行试验验证。结果表明:机械式转速跟踪器的输出转速等于目标转速与跟踪转速之差的一半,与理论分析结论一致。基于机械式转速跟踪器的转速输出特性,构建甘蔗收获机械作业机构的机电液速度闭环控制系统,建立该系统的动力学仿真模型,应用MATLAB分析系统的稳定性和动态响应特性。仿真结果表明:机械式转速跟踪器能够满足甘蔗收获机械各子系统间转速的协调联动控制要求。

异步电机转速跟踪自适应控制技术研究

针对传统采用下桥短路方式以获得电机相电流信息的转速跟踪控制方法中电流过大的问题,本文提出了一种电流幅值控制的转速跟踪策略。利用异步电机剩余反电动势,对三相全桥电路采用特定的斩波调制方式,可以在转速跟踪期间将电机相电流恒流控制,避免出现电流过大而造成变频器故障。另外电流幅值控制可以获得平稳的电磁转矩以及尽可能延长剩余反电动势的作用时间,能有效的提高转速信息获取的准确性。最后在获取了电机转速以及电角度后,通过电流电压模型自适应法构造速度开环、电流闭环的工作方式,使磁链观测模型的转速估计环内部参数达到稳定,以此在切入速度电流双闭环的工作模式后可以最大限度的降低转矩和电流冲击。实验证明:该控制方案具有结构简单,易于实现,同时具有较强的通用性和鲁棒性。

改进变结构控制在风力发电机转速跟踪中的应用

为使风轮叶尖速度与风速之比保持不变以获得最佳功率系数,依据变结构控制理论,在风力发电机动力学模型基础上提出一种新的发电机转速跟踪控制器设计方法。该方法以发电机转速的偏差及其导数建立变结构控制切换面,选取相应的指数趋近律,经推导得到发电机转速跟踪时电机转动扭矩的变结构控制律。针对抖振现象,利用自适应神经元对趋近率进行在线修正。仿真结果表明:改进变结构控制器提高了风力发电机转速跟踪控制的精度,该方法有效可行。

一种带反转泄压功能的转速跟踪模块的研究

热熔胶机的转速跟踪模块在启停控制、转速控制方面的技术已较成熟,但泄压问题还未能解决。文中的转速跟踪模块具有反转泄压功能,其反转控制单元,在生产线停机时可控制电机反转、自动卸除原有输胶通道中的压力,有效避免在需要拔出输胶喉管时,热熔胶从连接处喷出误伤操作人员。同时通过对反转速度和时间的控制实现泄压时间及频率的按需设置,在安全泄压的前提下保证了生产线启动时及时供胶。

内燃机加速工况下曲轴旋转信号的转速跟踪滤波

测试分析内燃机曲轴的瞬时转速是识别内燃机做功状况和曲轴扭转振动特性的一种重要手段。内燃机在加速状况下采集到的曲轴旋转信号通常包含各种干扰信号,影响瞬时转速计算的准确性。提出了一种新的曲轴转速分析方法,设计一种中心频率随转速变化的窄带通滤波器,对曲轴旋转信号进行预处理,然后利用滤波后的信号计算曲轴的瞬时转速。基于曲轴实测旋转信号的分析结果表明:该方法修复了旋转信号中的失真部分,提高了曲轴瞬时转速的计算精度。

高速永磁电机转速跟踪控制研究

高速永磁电机具有较高转速,在运行过程中可能会产生较大损耗,为对这一问题加以控制,需要探寻有效的转速跟踪控制系统。基于此,对以往高速永磁电机的转速跟踪控制系统研究成果展开分析,基于高速永磁电机具有较高基波频率以及电感值的特征,基于以往应用的Si基IGBT开关的不足,对比了SiC MOSEFT开关。在仿真实验结果证明:SiC器件下的开关具有更加良好的性能,速度提升并降低了损耗;通过应用于高速永磁电机的矢量控制模型,发现基于SiC器件的逆变器具有更加良好的转速跟踪性能。

汽轮发电机转速和负荷同时跟踪的一种控制方法

经典的汽轮机调节系统在实现功率跟踪负荷的同时会不可避免地引起转速的变化,从而引起电网频率的变化。该文应用线性系统极点配置方法,提出一种既能使汽机功率跟踪负荷,同时又能对汽机转速按指令曲线进行控制的新方法。用这种方法设计的调节系统能省去二次调频的环节。计算机仿真结果证明文中所提方法的正确性和有效性。

永磁同步电动机的转速跟踪控制

研究永磁同步电动机的转速控制问题.对于参数不确定,输出受限的永磁同步电动机系统,提出转速跟踪控制方法.利用神经网络逼近电动机系统中的复杂非线性函数,采用自适应控制,动态面控制技术,设计控制器实现电动机的转速跟踪控制器.文中提出的控制策略不仅能够克服电机参数的不确定性和负载扰动,而且避免了传统反步设计方法存在的"复杂性爆炸"问题.基于Lyapunov稳定性理论,证明闭环系统具有半全局稳定性,转速跟踪误差收敛于原点的极小邻域内.仿真结果验证了所提控制方法的有效性.

甘蔗联合收割机刀盘转速对行走速度的跟踪控制

在甘蔗联合收割机收割过程中,砍蔗刀盘转速与行走速度的匹配关系对砍蔗质量起到重要影响。为此,提出了两种电液比例速度控制方案,实现刀盘转速对甘蔗联合收割机行走速度的跟踪变化。首先通过田间单因素试验获得行走速度与刀盘转速的最优组合;其次通过AMESim对两种速度控制系统进行仿真对比;最后选择较优系统进行验证试验。仿真结果表明:电液比例旁路节流调速系统刀盘转速调整时间及回路效率分别为(1.24 s,82.60%),与电液比例进口节流调速系统(1.49 s,54.11%)相比,其调整时间更快、效率更高,更适用于甘蔗联合收割机刀盘转速对行走速度的跟踪控制。验证试验表明:刀盘转速最大误差为3.51%,甘蔗宿根切口平整,具有较好的控制效果和切割质量。

汽轮机转速与功率同步控制新方法的仿真研究(英文)

经典的汽轮机调节系统在实现功率跟踪负荷变化的同时会不可避免地引起转速的变化,从而引起电网频率的变化。应用线性系统极点配置的方法,提出了一种既能使汽机功率跟踪负荷,同时又能对汽机转速按指令曲线进行控制的新方法。用这种方法设计的调节系统就能省去二次调频的环节。计算机仿真的结果证明了本文所提出方法的正确性和有效性。

带扰动观测器的永磁同步电机非线性预测跟踪控制

针对永磁同步电机系统转速跟踪控制问题,基于非线性预测控制方法设计控制系统,使该系统满足高性能控制要求。并将负载转矩作为未知扰动来考虑,利用扰动观测器得到其估计值,从而提高系统鲁棒性。仿真实验结果表明,本文方法能够快速准确地实现转速跟踪,并提高系统对负载转矩扰动的鲁棒性。

基于自适应的飞轮转速测量方法研究

飞轮转速测量中存在2种主要误差:采样时间间隔与脉冲输出宽度不匹配产生的误差和测量值作为平均转速与飞轮实际转速存在的误差。首先对2种主要误差进行了理论分析,通过分析可知,为减小2种误差而对采样时间长短的要求是矛盾的。因此,进一步推导建立了一种采样时间自适应的转速测量方法。仿真结果表明,与传统方法相比,采用提出的方法可使飞轮在不同工作条件下,仅通过自适应变化采样参数,不用改变测量方法,便可有效降低转速估计误差。

具有转速辨识永磁同步电机的自适应后推控制

针对无速度测量设备的永磁同步电机(PMSM),提出了一种应用于永磁同步电机的无速度传感器转度跟踪控制器。该控制器包括非线性后推控制器和用来估计转速的转速观测器。为了简化结构,扩宽应用空间,提高系统的可靠性,大多数的永磁同步电机没有转速测量设备;但是,为了达到控制目的必须测量转速,因此使用后推观测器来估计转速,采用基于后推算法的非线性控制器作用于永磁同步电机。仿真实验表明,所提出的控制策略不但能使永磁同步电机稳定,还能使转速跟踪误差渐进趋近于零。

电动汽车用永磁同步电动机的自抗扰控制

针对电动汽车在加减速以及爬坡过程中存在着转矩脉动较大和稳定性差、快速性和超调量之间的矛盾等问题,提出了电动汽车用永磁同步电动机的自抗扰控制,设计了双闭环的自抗扰控制器。对电动汽车加减速和爬坡两种实际工况进行了模拟仿真,并与PI控制器的仿真结果进行了比较。结果表明自抗扰控制器能较好地抑制电动机电磁转矩的脉动,减小了快速性和超调量之间的矛盾,提高了电动汽车调速系统的稳定性。

水轮机调节系统自适应滑模控制策略

水轮机系统惯性参数是影响水轮机调节系统动态特性的重要参数,传统控制方法大都是基于水轮机及其引水系统近似简化模型,很难改善水轮机调节系统动态特性。应用径向基函数神经网络逼近水轮机及其引水系统非线性特性,利用李雅普诺夫稳定性理论设计并证明水轮机系统惯性参数自适应估计律,设计了一种基于水轮机系统非线性特性和惯性参数估计的滑模鲁棒控制器,并完成仿真实验。仿真结果表明,该滑模鲁棒控制水轮机调节系统具有较高的跟踪精度、控制器输出抖振较小等优点,为水轮机调节系统高精度转速跟踪提供有效参考。

并网双馈异步风电机组模糊自适应控制

介绍了双馈感应风力发电系统运行的基本原理。在变风速下,根据最大功率跟踪控制原理,利用发电机输出功率误差和发电机的转速误差,提出用模糊控制器代替风速测速仪来跟踪发电机的最佳转速,保证在额定风速下,使风机运行在最佳叶尖速比,风能利用率最佳,避免了湍流塔影等因素对风速测量的影响。同时,在外环功率PI调节器中,引入模糊控制来提高在额定风速下双馈感应发电机功率解耦的快速跟踪。最后,通过对整个风电系统包括风力机、双馈感应电机(含网侧及转子侧变换器)、控制器(含网侧及转子侧控制器)进行建模及仿真来验证模糊控制策略的可行性。