基于扩展移相的隔离型AC-DC变换器零矢量PWM调制策略

传统隔离型双向AC-DC变换器多为两级式结构,变换器效率低、控制系统复杂,现有的单级式解决方案通常依赖大量实时计算,难以兼具低电流应力、宽软开关范围和高功率传输能力特性。为此,该文设计基于双有源全桥的新型单级隔离型双向AC-DC谐振变换器,提出一种含有零矢量的复合频率调制策略。从高频开关周期入手,利用数学推导,证明所提方案在实现自动功率因数校正功能的同时,可降低开关器件的开关频率,免除附加吸收电路,实现交直流全桥的软开关,且几乎无功率回流,从而有效提升变换器的功率传输能力,所提单变量调节方法简化控制系统设计。最后,搭建额定功率为450W的仿真和实验平台,证明理论分析的正确性和调制策略的可行性。

三相PWMAC/DC变流器优化空间矢量控制的研究

针对常规三相PWMAC/DC变流器的空间矢量控制 ,提出了空间矢量的优化控制策略 ,这种优化控制策略采用无差拍电流控制且能在一个电流周期使每个功率管关断 1/6周期 ,从而在改善电流响应的基础上 ,降低了功率管损耗 ,提高了变流器的电压利用率及运行效率 ,实验证明了该方案的有效性。

交流异步电机控制策略分析与展望

异步交流电机具有多种优点,包括高效率、可靠性高、结构简单等,因此广泛应用于工业领域,提供稳定、低能耗、长寿命的动力输出。随着电机控制需求和效率要求的不断提高,优化异步交流电机的控制策略愈发重要。本文将介绍异步交流电机控制策略的基本原理,探讨各种策略在实际运用中的问题,提出相应的解决方案,并展望未来异步交流电机控制策略的发展趋势。未来的重点研究方向包括策略优化、效率提升、维护成本降低等。

基于冗余矢量的T型三电平双向变换器中点电位平衡模型预测控制

T型三电平双向变换器因其具有损耗小、输出电能质量高等优势适合应用于低压交直流混合配电网互联等场景。针对T型三电平双向变换器存在直流侧中点电位不平衡等问题,模型预测控制因其易于实现多目标优化的特点具有良好的应用价值。为了解决传统有限集模型预测控制(FCS-MPC)权重因子整定困难,中点电位控制效果不佳的问题,提出一种基于冗余矢量的中点电位平衡模型预测控制,利用冗余小矢量的特性实现对中点电位平衡的控制,避免了权重因子的选择。在此基础上,利用代价函数计算矢量的作用时间并预测输出最优开关序列,提升系统的稳态性能。最后,通过实验测试验证了所提策略的有效性。

车用AC-DC矩阵式变换器闭环控制策略

针对当前新的42V汽车供电系统发展的必然趋势,提出一种基于42V Power Net的车用双向AC-DC矩阵式变换器,代替了传统的PWM整流电路和DC-DC变换器。在新提出的结构中,不再需要大的直流母线电容。三相交流电通过矩阵式变换器的一级变换就可以得到期望输出的42V直流电,能量传输密度比传统整流电路高。本文采用基于间接空间矢量调制的闭环控制策略,表明了其有效性,确保了输出电压的可调节性和在不同负载下高质量的输入电流。

Controllogix在桥式起重机中的应用

桥式起重机目前在国内中厚板剪切线应用广泛,我们通过应用Controllogix构架及先进的Rockwell自动化控制技术,实现了桥式起重机的精确定位。极大提高了系统的稳定性、可靠性、劳动生产率及产品质量。

Application of direct torque control to electric screw presses for speeding up torque response and reducing starting current

Fast response and stable torque output are crucial to the performance of electric screw presses. This paper describes the design of a direct torque control (DTC) system for speeding up torque response and reducing the starting current of electric screw presses and its application to the J58K series of numerical control electric screw presses with a dual-motor drive. The DTC drive system encompasses speed control, torque reference control, and switching frequency control. Comparison of the DTC dual-AC induction motor drive with corresponding AC servo motor drive showed that for the J58K-315 electric screw press, the DTC drive system attains a higher maximum speed (786 r/min) within a shorter time (1.13 s) during a 250 mm stroke and undergoes smaller rise in temperature (42.0 °C) in the motor after running for 2 h at a 12 min-1 strike frequency than the AC servo motor drive does (751 r/min within 1.19 s, and 50.6 °C rise). Moreover, the DTC AC induction motor drive, with no need for a tachometer or position encoder to feed back the speed or position of the motor shaft, enjoys increased reliability in a strong-shock work environment.

基于参考电压矢量修复的三相AC/DC变流器容错控制

为了优化风力发电系统中三相变流器容错运行能力,提出了一种基于参考电压矢量修复的三相AC/DC变流器容错控制方法。首先,通过对空间矢量脉宽调制算法中参考电压空间矢量在变流器开路故障前后变化的分析,说明了开路故障后参考电压空间矢量的畸变情况;然后,结合永磁同步发电机数学模型以及误差修复控制模型,推导得到开路故障后参考电压空间矢量的数学模型;最后提出了基于参考电压矢量修复的三相AC/DC变流器容错控制方法,并通过仿真以及实验验证了该方法的可行性与有效性。研究结果表明:所提出的容错控制方法不仅能够实现单管以及多管开路故障容错控制,还可以优化系统运行效果,增加系统容错运行时间。

车辆与电网互动模式下电动汽车充放电控制策略研究

为实现车辆与电网互动(V2G)模式下电动汽车与电网间能量的双向流动,以无隔离两级式双向AC/DC变换器为研究对象,分析其工作原理并建立数学模型,制定了前馈解耦双闭环和恒流充放电控制策略,运用空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)技术生成功率开关管的驱动信号,设计了无源阻尼型LCL滤波器。最后,在MATLAB/Simulink中搭建系统仿真模型进行系统仿真及分析,结果表明,所提出的控制策略可实现电动汽车与电网间的双向功率流动。

交流电机VF控制与矢量控制的比较

电机是目前最主要的耗能设备,据了解世界上大概60%的电能都是电机消耗的,而电机调速性能的好坏决定了电机性能的好坏,所以调速成为了人们一直关注并不断研究改进的话题。该文对交流电机的两种常见调速方法做对比分析,分别分析了目前技术成熟且应用普遍的VF调速控制法、由德国学者HASSK和BLASCHKEF提出的矢量控制理论,并对二者的优点与不足做了详细的比较;最后分析了两种方法在控制原理与实现过程中的利弊。

交流异步电动机变频调速系统研究与仿真

针对现代工业发展复杂工程下交流电机带负载能力弱、响应速度慢等调速性能差的问题,从异步电动机的数学模型入手,依据直接转矩控制和矢量控制的工作原理,基于模块化设计思想,利用Matlab/Simulink平台实现了按转子磁场定向系统的仿真建模,分析了系统模型的各组成模块,并根据两种模型得出了相应的仿真波形。实验结果表明,两种控制方式均能获得比较高的动、静态性能,而直接转矩系统在接入负载时有更好的瞬时转矩特性。

交流异步电机直接转矩自动解耦矢量控制方法

交流异步电动机是一种对电能进行转换的电力拖动装置,因在工作过程中易受强耦合性、非线性、外界因素等问题的干扰,导致对其控制效果差、能量损耗大,为此,该文提出交流异步电机直接转矩自动解耦矢量控制方法。采用直接转矩策略降低电机的耦合振动与磁链振动,构建矢量控制模型,实现电流与电压的静态解耦。通过自动解耦策略、模糊控制器与低通滤波器,在改善交流异步电机动态性能的基础上提高电机矢量控制模型的精度,完成交流异步电机的控制。实验结果表明,所提方法在额定转速与转速突变情况下与给定波形的差距最小、能量损耗低于112 V,具有良好的控制效果。

改进的异步电机全速域直接转矩滑模控制仿真研究

针对传统牵引异步电机直接转矩控制系统存在转矩脉动大、开关频率不固定以及定子磁链观测器准确度对控制性能有较大的影响等问题。设计了一种新型的滑模控制器,并与空间矢量脉宽调制技术相结合,保证系统在交流调速过程中转矩和磁链能够快速且准确地达到期望值。仿真结果表明:该控制策略满足牵引电机在全速域范围内实现电磁转矩的平稳调节,同时在一定程度上降低了转矩谐波含量,保证了电机运行性能的稳定性。

矩阵式变换器交流励磁的变速恒频风力发电系统研究

结合矩阵式变换器、交流励磁发电技术和矢量控制的优点,建立了矩阵式变换器供电的变速恒频交流励磁风力发电机定子磁场定向的矢量变换控制系统模型,该系统能够在不同风速下最大程度地获得风能,高质量发电,并实现有功、无功功率的独立调节。仿真结果展现了系统的优良特性,验证了该方案的正确性和有效性。

永磁同步电动机位置伺服系统

永磁同步电动机容易控制,动态特性好,适用于中小功率的高性能伺服场合。该文设计了用于机器人关节驱动的永磁同步电机位置伺服系统,研究了改进的变参数PID的控制方法,实验证明它是一种经典实用,性能很好的控制策略。

双馈电机的交/直/交控制

采用交/直/交(AC/DC/AC),变换器对绕线型感应电机电动状态下的双馈控制进行研究。直流储能环节使AC/DC 和DC/AC模块可分别独立控制。AC/DC采用三相PWM高频整流矢量控制,实现高功率因数下转差能量双向流动,效率高、减少对电网污染。DC/AC采用定了磁链定向矢量控制, 定了有功和无功分量实现解耦;双闭环控制以转速和定了无功控制为外环,以转了电流滞环跟踪控制为内环。实验证明: 电机在次同步至超同步速的较大范围内平滑调速,定子侧功率因数可调,可为1甚至向电网发出无功。整体结构简单, 硬件结构不变而只改变软件即可改变控制策略。

基于FPGA的单芯片交流伺服驱动系统

为研制高性能的全数字交流伺服驱动系统,设计了基于FPGA的单芯片伺服控制方案.采用现代EDA设计方法,使用Verilog硬件描述语言构建了永磁同步电动机矢量控制系统的坐标变换、空间矢量脉宽调制(SVPWM)、电流环、速度环以及串行通讯等电机控制模块的硬件逻辑电路,并进行了仿真验证,最后在Xilinx3S400 FPGA中实现了永磁同步电动机转子磁场定向控制.仿真和实验结果表明,系统具有很好的机械特性、力矩特性和动态性能,从而验证了使用FPGA设计高性能的全数字单芯片交流伺服驱动系统具有较高的可行性.

基于矢量控制的高性能交流电机速度伺服控制器的FPGA实现

提出了一种全数字化的基于电流矢量控制算法的交流电机速度伺服系统控制器的硬件设计方案,并在一片现场可编程门阵列FPGA中得到了具体验证和实现。该方案综合运用了矢量控制算法、M/T测速算法、PI调节算法、SVPWM算法以及EDA设计方法学等,在速度伺服或位置伺服等高性能运动控制系统中有重要的应用价值。所设计的控制器集成电路提供了标准的主机通信接口,可以对各种控制参数进行在线调整,其电流环和速度环的采样频率均可以达到20kHz以上。实验结果表明,该控制器在低速与高速运行状态下均能获得良好的动态和静态性能,其可 控转速范围为0.2-10000r/min。

交流电机控制策略的发展综述

对交流电机的控制方法进行了科学分类,可分为基于稳态模型的控制方法和基于动态模型的控制方法两大类,其中后者又可分为基本控制方法(也即矢量控制和直接转矩控制)、线性控制方法、非线性控制方法、智能控制四类。全面综述地分析和比较了它们的原理、优点、缺点、适用范围及应用情况。每种控制策略都有各自特点,在电机控制应用中应当根据性能要求,选用与之相应的控制方法,以取得最佳性能。每种控制方法都还存在缺陷,指出了交流电机控制算法的发展趋势。