一种混合型双向直流变压器的改进虚拟直流电机控制

为实现中低压直流互联场景中串并联直流固态变压器的高效传输和灵活调压,组合CLLLC变换器模块和Buck/Boost-CLLLC变换器模块形成新的混合型串并联双向直流固态变压器(hybrid series-parallel bi-directional DC solid state transformer, HSBDCSST),使其兼具Buck/Boost-CLLLC变换器的双向灵活调压和CLLLC变换器的双向高效传输优势。同时提出了CLLLC模块的同步方波控制和Buck/Boost-CLLLC模块的改进虚拟直流电机(improvement virtual direct current motor, IVDCM)控制。其中各CLLLC模块采用同一个固定频率占空比为50%的方波进行控制以保证高效率。而对于Buck/Boost-CLLLC模块,在传统虚拟直流电机(virtual direct current motor,VDCM)控制的基础上引入直流电机额定角速度随机械功率按比例变化的环节,构成IVDCM控制策略,实现调压并改善直流变压器的惯性阻尼特性,有效提高了系统的响应速度与动态特性。最后搭建3模块串并联系统的Matlab/Simulink仿真模型及实验平台,验证了该控制方法的有效性。

基于回馈升压逆变器的无刷直流电机宽速度范围转矩脉动抑制

无刷直流电机固有的转矩脉动问题严重限制了其在诸多高精尖场合的应用,为此该文提出一种适用于宽速度范围转矩脉动抑制的回馈升压逆变器拓扑及控制策略。在正常导通期间通过保持非换相相电流的恒定以减小转矩脉动。当电机运行在低速区间时,由于换相时所需的母线电压小于直流侧电源电压,因此通过脉宽调制便足以实现电机的平滑换相;而在更高速的情况下为实现快速换相并有效抑制换相转矩脉动,可在换相期间利用所提拓扑提升母线电压,其中额外补偿的能量均来自非换相期间电机的回馈。最后通过相应的Matlab仿真和DSP驱动实验验证了所提控制技术的可行性和有效性。

电机控制器直流侧前置双向Buck/Boost变换器的直接功率控制策略研究

对电机驱动系统前置双向Buck/Boost变换器后直流母线电压的波动抑制问题进行研究。分析功率前馈控制策略抑制母线电压波动能力较弱的原因。对双向Buck/Boost变换器提出一种母线电容能量外环、输出功率内环的直接功率控制策略,并将输出功率的变化趋势反映到双向Buck/Boost变换器的发波环节,进一步提高了变换器的动态响应特性。基于小信号模型分析上述两种控制策略的本质区别。小信号模型分析结果、仿真和实验结果都证实,提出的直接功率控制策略比功率前馈控制策略有更好的抑制母线电压波动的能力。

电机控制器直流侧前置Buck/Boost双向变换器的母线电容电流控制策略研究

电机控制器直流侧的前置Buck/Boost双向变换器可以根据驱动系统需要调节母线电压,提高系统的效率和输出功率。分析传统控制策略不能有效抑制电机工作状态快速切换导致的母线电压波动原因,在此基础上对双向Buck/Boost变换器提出一种母线电压、母线电容电流双闭环的控制策略。由于母线电容电流不能直接测量,提出一种母线电容电流间接计算方法。小信号模型的对比分析结果证明,母线电容电流控制策略比传统控制策略有更好的抑制母线电压波动的能力。仿真和实验结果都证实了理论分析的正确性。

抵消恒功率负载负阻抗特性影响的双向Buck/Boost变换器控制策略

对双向Buck/Boost变换器带恒功率负载时的稳定性问题进行了研究。首先对电机控制器的直流侧双向Buck/Boost变换器提出了一种功率前馈控制策略。分析了恒功率负载负阻抗特性不利于母线电压稳定的机理,对双向Buck/Boost变换器提出了一种反映直流母线电压变化趋势的前馈控制策略抵消了负阻抗特性对直流母线电压的影响。小信号模型分析、仿真和实验结果都证实了这种控制策略能够有效抵消恒功率负载负阻抗特性对母线电压稳定性的影响,有利于提高驱动系统稳定范围。

基于Buck-Boost变换器驱动的无刷直流电动机控制系统

提出在无刷直流电动机的驱动三相逆变桥的输入端加前级降压-升压(Buck-Boost)变换器,采用转速和直流母线电流的多环反馈控制方法实现电机的控制。该方法减少了开关损耗,逆变器尺寸和成本。通过MATLAB/Simulink仿真验证了该方法的有效性和可行性。

基于双向Buck-Boost的无刷直流电动机转矩脉动抑制

为提高无刷直流电动机的控制性能,减小电机换相区间转矩脉动,提出基于双向Buck-Boost供电的无刷直流电动机换相转矩脉动的抑制方法。分析了双向Buck-Boost控制模式和该电路的输出电压控制算法,仿真结果验证了电压控制算法及抑制电磁转矩脉冲的有效性。

基于Buck-Boost矩阵变换器的异步电机调速控制策略

进行了将采用双闭环控制的Buck-Boost矩阵变换器用于异步电机调速系统控制的研究,设计了基于Buck-Boost矩阵变换器的异步电机调速控制策略。该策略根据异步电机的给定转速,基于矢量控制原理获得异步电机对应的输入电压,并以该电压作为Buck-Boost矩阵变换器的参考输出电压,再通过对Buck-Boost矩阵变换器采用双闭环控制策略使其实际输出电压与其参考输出电压保持一致,从而实现异步电机的实际转速对给定转速的准确跟踪,达到准确控制异步电机转速的目的。该控制策略的控制效果通过仿真得到了验证。仿真分析结果表明,异步电机采用基于Buck-Boost矩阵变换器的调速控制策略可取得良好的动态和稳态性能以及四象限运行特性,因而具有较好的应用价值。

带直流电动机负载的PWM Boost变换器系统混沌现象研究

本文建立了带直流电动机负载的PWM boost变换器系统连续模态下的状态方程;应用计算机仿真证实了该系统中混沌行为的存在。

基于Boost升压与LC谐振的超声波电动机驱动电路

超声波电动机具有不同于传统电动机的诸多优点,使其有着广泛的应用前景。目前,超声波电动机驱动控制电路结构较为复杂,一定程度上限制了其工业化应用。文章给出了一种基于Boost升压和LC谐振的超声波电动机驱动控制电路,分析其工作原理,并进行实验验证,效果良好。

燃料电池用三相DC/DC超高频正弦波电压输出逆变器控制策略研究

传统超高速永磁同步电机驱动器采用PWM等效正弦电压输出,谐波较大,导致电机发热严重,并且其无法用于燃料电池等输入电压大范围变化的场合。为减少电机发热量,进一步拓展其应用场景,提出了一种基于三相DC/DC变换器的新型正弦波电压输出逆变器,通过建立逆变器的控制策略的数学模型,驱动了一台120 kr/min的超高速永磁同步电机。实验结果表明,三相正弦波电压输出逆变器输出电压谐波低于传统逆变器,在高转速工况下减少了电机发热量,具有实际工程应用价值。

助推段火箭发动机尾喷焰红外光谱辐射特征精确建模

本文提出了一种改进的统计窄谱带(I-SNB)模型用于火箭发动机尾喷焰红外辐射特征的计算。该模型以非均匀模式将窄带内的谱线离散,使离散后的谱线在温度和浓度同时变化的情况下有相似的行为,以适应高度不均匀的喷焰流场。I-SNB模型的建模精度已采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)参考测量数据和逐线积分(LBL)基准解进行评估,结果表明,其建模精度显著优于传统的统计窄谱带(SNB)模型。在此基础上,以美国Atlas5运载火箭为基准构型,结合助推段火箭飞行弹道参数,对助推段发动机尾喷焰光谱辐射特征进行研究,其计算波段范围为2.0~5.0μm、8.0~12.0μm;计算光谱辐射特征包括光谱辐射强度、特征波段辐射图像和积分辐射强度。研究结果对天基红外探测系统助推阶段拦截提供理论支撑。

电动汽车800V高压架构设计及车桩匹配

面对新能源汽车发展中的充电焦虑问题,宽禁带半导体的技术应用,加快了高压快充桩布局和800V电动汽车的开发,有效提高了电动汽车的补能效率。文章围绕电动汽车800V高压架构设计及车桩匹配问题进行论述,从直流快充桩电压现状及标准规划表明直流桩高压化发展趋势,比较不同补能方式,给出电动汽车800V高压平台方案的选型依据,然后对800V架构设计方案进行详细分析,对电机绕组集成升压电路和电池串并联控制策略热点问题重点介绍,为开发800V高压架构提供一定的方案指导。

基于智能制造新模式的电机在线检测装备研制

随着智能制造技术的不断进步,电机在线检测装备在工业生产和家用设备中的应用变得愈加重要。电机作为众多机械设备的核心部件,其稳定运行直接影响到设备的整体性能和使用寿命。本论文致力于研究基于智能制造的电机在线检测装备的设计与应用,通过深入分析其关键技术和实际效果,探讨其在提升电机检测效率和设备可靠性方面的潜力。

基于BOOST和LCR阻尼振荡的超声波电机驱动系统研究

为实现超声波电机驱动的小型化,本文提出了一种基于BOOST和LCR阻尼振荡的驱动系统,该系统根据MOSFET的开通和关断分别工作在滤波储能和电压补偿状态。前者以LCR阻尼振荡电路为基础实现电压波形的优化,后者通过BOOST升压补偿由LCR阻尼振荡带来的电压衰减。选择最优的加压时机使BOOST升压和LCR阻尼振荡电路之间相互配合,从而保证电路的输出电压的频率和峰值到达设计要求。

基于Boost电路与卡尔曼滤波的无刷直流电机转矩脉动抑制方法研究

无刷直流电机最大的问题是会产生转矩脉动,这一问题限制了其应用与发展。针对这一问题,设计采用一种Boost变换器与卡尔曼滤波相结合的方法,通过Boost变换器提高母线电压补偿换相时电流的跌落,卡尔曼滤波获得更精准的转速信号,以减小电动机的转矩脉动。在MATLAB/Simulink环境下搭建系统模型进行仿真,并结合实验验证,结果证明所提出的方法能够有效的降低转矩脉动。

基于Boost变换的永磁同步电机变频电源电压谐波优化控制

针对永磁同步电机控制系统中变频电源输出电压波形谐波含量高,引起永磁电机附加铁损耗增加的问题,提出一种在变频电源整流和逆变环节中间加入Boost变换器的改进控制方法。首先,建立永磁同步电机及其控制系统的数学分析模型,提高变频电源输出电压波形质量,将Boost变换器引入变频电源的整流环节和逆变环节之间,并建立变频电源系统仿真模型,对改进后的控制方法进行验证。优化结果显示,引入Boost变换器后,变频电源的输出电压波形质量得到有效提升。在此基础上,分析考虑变频电源输出电压谐波含量对永磁电机铁损耗的影响。最后,设计、制作一台额定输出电压为24V的小型变频电源,并搭建实验测试平台,对所提出方法的准确性进行了验证。

基于分段斩波控制的开关磁阻电机新型电流梯度法

针对开关磁阻电机传统电流梯度无位置传感器方法不适用中低速运行以及输出转矩低等问题,提出了一种电压斩波与电流斩波分段控制下的新型相电流梯度法.在检测到相电流峰值之前采用电压斩波控制方式,通过比较前后时刻相电流的大小确定相电流峰值,获得位置脉冲信号;检测到相电流峰值之后将控制方式切换为电流斩波控制,充分利用直流母线电压,进而获得更高的输出转矩.该无位置传感器方法适用的转速范围宽,不需要增加额外的硬件电路,并且能够提升电机在中低速度范围内的输出转矩.该文对所提方法进行了理论分析,并在此基础上进行了仿真和实验,结果验证了方法的可行性和有效性.

基于Buck-Boost的无刷直流电机换相转矩脉动抑制研究

针对永磁无刷直流电机存在的传统换相时转矩脉动大的问题,提出基于Buck-Boost变换器抑制无刷直流电机换相转矩脉动的方法。首先分析换相转矩脉动产生的原因,然后给出了在电机三相逆变器前加Buck-Boost变换器的拓扑电路图及调整直流母线电压的原理,从而达到换相的关断相与开通相的电流变化速率相同、抑制换相转矩的目的。通过Simulink进行仿真,仿真结果表明,该方法能够有效抑制永磁无刷直流电机换相转矩脉动。