基于Park变换的改进谐波分析算法

基于同步旋转坐标系理论,介绍一种改进的Park变换方法来检算谐波电流。该方法不受电网电压畸变影响,理论上可以检测任意次谐波的正序、负序、以及基波电流的有功和无功分量,从而实现对负载电流成分的完全分解。应用此方法仿真,对已知谐波分量的数据进行分析,并以有源滤波器在典型应用环境——二极管整流电路负载情况下进行系统仿真。仿真结果与理论分析相符,表明了该方法的可行性。

电机中ABC到dq0坐标变换的梳理与辨析

针对电机中ABC到dq0坐标变换定义及使用混乱的问题,阐述了Clarke变换和Park变换的初始定义,梳理了两种变换的历史演变,澄清了两种变换的本质内涵。利用数学方法,推导并给出了等幅值和等功率的Clarke变换矩阵(ABC/αβ0)、两相静止到两相旋转坐标系的变换矩阵(αβ0/dq0),以及Park变换矩阵(ABC/dq0),分析了各种矩阵之间的联系、区别及使用条件。列举了一些对Clarke变换和Park变换理解不深刻、阐述不严谨的典型情况,并对目前不同文献对于Park变换定义不统一的问题进行了探讨。以永磁同步电机调速系统为例,建立不同坐标变换的仿真模型并进行仿真分析与验证,指出混淆坐标变换矩阵的典型特征及对系统仿真结果的影响,给出纠正措施与应对策略。

基于Park变换的三相交流电相序判断研究

本文首先对Park变换原理进行阐述,然后在Park变换原理的基础上提出一种新的相序判断的方法。论述了三相交流电相序判断方法的原理和实现算法,并通过软件仿真的方式验证了该方法的正确性、可靠性和实时性。

三相非平衡系统park变换的理论分析

在电力系统分析和计算中,park变换具有重要的理论和实际意义,直接从三相非平衡系统出发,借助通用相量的概念,通过坐标变换,从理论上得出了三相非平衡系统的park变换.

基于Clarke变换的鼠笼异步电机故障诊断方法研究

在交流电机坐标变换分析的基础上,指出了国际上通用的Park矢量方法及其扩展方法的不足之处,提出了Clarke矢量轨迹识别方法和扩展Clarke方法,利用矢量轨迹识别的方法判断电机的常见电气故障;基于负序电流的思想,进行定子绕组匝间短路判别,经仿真和实验验证,表明方法有效可行。

基于派克变换的改进型鉴相器设计与实现

针对准确获取电网电压相位信息的锁相环中,当频率突变时引入较大相位偏差影响相位跟踪性能问题,在二阶广义积分器SOGI输出分量的基础上引入比例环节对其进行了改进,提出了一种基于改进SOGI和PARK变换的改进型数字鉴相器结构,详细说明了PARK变换的工作原理,分析了改进型锁相环的控制结构,在Simulink里对其进行建模和仿真,并且用FPGA进行数字化实现。仿真实验表明由改进型鉴相器组成的锁相环与传统锁相环相比在频率突变时相位锁定性能好,锁相精度高以及具有快速的时间响应。

基于矢量控制的永磁同步电机控制方法研究

永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)是一个多变量、强耦合的控制对象,为了提高PMSM的控制精度,采用矢量控制对其进行解耦控制;首先,在三相静止坐标系下建立PMSM的数学模型,并根据幅值相等和总磁动势不变原则进行Clark、Park坐标变换,得到两相旋转坐标系下电机的数学模型;其次,深入研究电压空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)技术,采用7段式调制方式进行脉宽调制,输出作用于逆变器的PWM波形实现PMSM高精度闭环控制;最后,基于MATLAB/Simulink建立PMSM控制系统的仿真模型,对矢量控制性能进行验证;仿真结果表明:矢量控制技术可以实现PMSM的高精度控制。

基于无模型自适应控制器的风力发电机载荷控制

建立了风力发电机独立变桨距系统的线性化模型。为了便于控制器设计,通过Park坐标变换将叶根的弯矩转换到两个固定的直交坐标系,对两个坐标系分别设计无模型自适应控制器进行载荷控制。在NREL建立的风力发电机模型FAST上对设计好的控制器进行了验证,结果表明基于MFA的独立变桨距控制器可以有效消除风力机上的不平衡载荷。与统一变桨距控制相比,叶轮俯仰弯矩最大峰值减小62.5%,偏转弯矩最大峰值减小60.1%,独立变桨距技术的采用对功率的输出影响不大。

AC-(LCC)DC系统的全电磁暂态数值计算方法一:数学模型

为实现大规模交直流混联电网快速、准确的全电磁暂态仿真计算,需要研究、开发新的仿真计算方法。为此,采用状态空间法及Park变换,该文第一部分首先建立了交流-电网换相换流器型高压直流输电(AC-line commutated converter high voltage direct current,AC-(LCC)DC)混联系统的全微分数学模型。在不计变压器非线性特性的情况下,推导了能够反映变压器变比、接线方式以及相移等特性的电磁暂态模型;考虑换流变压器的接线方式,将换流变-换流器-平波电抗器作为一个整体来考虑,建立了电网换相换流器型高压直流输电(line commutated converter high voltage direct current,LCC-HVDC)输电系统的全微分电磁暂态模型;通过在发电机与出口变压器之间接入一个三相对地电容,简捷地解决了机-网接口问题。通过引入附加状态变量,将上述模型以及锁相控制器中的非线性部分转化为二次型向量,由此,建立了基于二次向量场形式的AC-(LCC)DC系统全微分计算模型,为第二部分的电磁暂态仿真计算提供基础。

船舶电机位置控制方法研究

传统船舶电机位置控制方法只能进行单组电机位置控制,无法实现一种位置控制方法对多组电机位置进行控制,为此提出船舶电机位置控制方法研究。构建船舶电机位置控制模型,通过分项关系构建模型主体结构,建立坐标系使用位置坐标计算,对多组电机控制坐标进行变换,对不同转速下的电机电磁场进行范围把控,保证模型位置控制精准程度;通过坐标位置计算对Clarke变换以及Park变换进行范围局限,实现多组船舶电机位置控制。实验数据表明,设计的船舶电机位置控制方法能够进行多组电机的位置控制。

PMSM矢量控制研究

研究永磁同步电机的动态性能与稳态性能一直是一个热点问题,结合永磁同步电机的数学模型和相关参考文献,利用数学描述方法将永磁同步电机的定子电流及其电压等静态矢量转换成两相旋转坐标系上相应的旋转矢量,利用永磁同步电机id=0时的矢量控制管理策略对永磁同步电动机的结构问题进行了研究分析,在MATLAB/SIMULINK环境下建立了基于SVPWM的PMSM的仿真模型。

改进型i_p-i_q电网谐波电流检测算法

为快速准确地得到电网的谐波电流,本文在传统ip-iq谐波电流检测算法基础上提出了一种新的谐波电流检测算法。取负载侧三相电压经过Clark变换和Park变换产生同步旋转信号,完成普通锁相环结构中鉴相器的功能,从而得到相位差信号Δθ,再经过PI控制和积分调节得到A相基波电角度,然后通过正、余弦信号发生器产生标准的正、余弦信号,以此减小电压畸变带来的误差;用高通滤波器代替传统算法中的低通滤波器直接得到三相谐波电流,简化系统结构,减少延时,提高系统的实时性。Simulink仿真结果表明,该方法能够准确快速地检测出谐波电流。

基于虚拟仪器的永磁同步直线电机(PMLSM)驱动电流的测试与分析

为了实现永磁同步直线电机的矢量控制,采用理论和实际相结合的方法,对永磁同步直线电机的驱动电流进行测试与分析。通过Clark变化和Park变化,得到空间互相垂直的励磁电流id的测量值和推力电流iq的测量值,对推力电流和励磁电流分别进行控制就可以实现电流的解耦。基于虚拟仪器LabView测试系统实际测试三相电流数据,并对这些数据进行分析与比较,得出指令电流大小和实际推力不能准确对应,使得推力的精确度和线性度不高的结论。

CORDIC算法在基于FPGA的PMSM控制器中的应用

在基于FPGA的交流永磁同步电机(PMSM)高精度控制器算法中,CLARK-PARK变换和空间矢量脉宽调制(SVPWM)运算是必须的。其中CLARK-PARK变换需要做正余弦运算,SVPWM运算中的扇区的判断和控制输出力矩的波动也需要从直角坐标到极坐标的转换,这些运算使用传统方法在FPGA中都难以实现。在此引入Coord inate rotation d igital computer(CORD IC)算法,设计适合PMSM控制器使用的CORD IC处理器,讨论CORD IC处理器实现过程中的定点数处理问题,以及迭代次数与精度的关系,并给出具体的实现方法和硬件测试结果。实验证明:CORD IC处理器可以在0.5μs内完成正余弦运算或者直角坐标系到极坐标系的转换,占用很少的FPGA硬件资源,速度快,精度高,对于解决这类问题非常有效。

基于载荷估计的风力发电机组独立变桨距技术研究

研究基于载荷估计的风力发电机组独立变桨距技术。传统的独立变桨距控制技术需测量叶根弯矩作为目标值,且需在每个桨叶上安装载荷传感器,增加了安装和维护成本,同时会引入测量噪音,基于载荷估计的独立变桨距技术能很好地克服上述问题。分析风力发电机组载荷的主要来源及其影响程度,建立风载荷的过程模型,并以此构建载荷估计器。在NREL建立的风力发电机组模型FAST上对载荷估计器进行验证,并与传统方式进行对比,结果表明:基于载荷估计的独立变桨距控制器在一定程度上可消除风力发电机组上的不平衡载荷,与统一变桨距控制相比,叶轮的俯仰力矩最大峰值减少23%,偏转力矩的最大峰值减少15%,与传统独立变桨距控制技术相比,成本大大降低。

基于模糊自适应的新型单相锁相环研究

为提高逆变器对电网电压频率及相位的精准跟踪和锁定,解决常规单相并网逆变器内部锁相环因自身锁相自由度不足引起锁相误差的问题,深入分析研究了同步旋转坐标变换锁相环原理,提出了一种考虑频率自适应的基于改进型Park变换的单相并网逆变器锁相环。通过仿真实验验证可知,应用此方法的单相并网逆变器在电网电压跌落、谐波注入等非理想电网电压情况下,仍具有稳态误差小、准确度高地跟踪、锁定电网电压频率及相位的优势。

基于矢量控制两相混合式步进电机技术研究

为解决步进电机控制响应快,低速扭矩大,精度高,控制灵活等问题,引入三相交流电机控制方式,矢量控制。以两相混合电机为例,研究三相交流变两相直流的全部过程和具体推导。交流电机的定子电流产生了转矩同时也产生了磁场,磁场对转子自带的永磁场起到了增磁或弱磁的作用,改变了磁场的强弱,并且定子电流在磁场的作用力下产生了力矩。三相正弦矢量可以合成一个旋转矢量,而又三相正弦电流矢量可以合成一个三相合力下的总电流矢量,把这个电流矢量标记为I_(s),I_(s)是一个大小不变方向变化的量。把这个合成矢量I_(s)映射到一个正交坐标系中,让这个坐标系跟着I_(s)同频率旋转。由运动学相关理论得出,在此坐标系下I_(s)就成为相对静止的量,也就是说变成了一个直流量。I_(s)在旋转坐标系下的xy轴投影或者说是直轴(Direct-axis)、交轴(Quadrature axis)的投影分量就是直轴电流Id、交轴电流Iq,这就是三相交流到两相直流应用的理论推导。这种变换就叫Clark变换和Park变换。现把这个坐标系映射在电机的转子上,使得它跟着转子一起旋转,因为D轴和永磁转子的磁场方向一致,所以D轴电流只能控制电机磁场增磁或去磁,而Q轴与磁场方向垂直,所以Q轴电流使电机产生转矩,其中Id又称为励磁电流,Iq又称为转矩电流,这样电流就解耦成了转矩电流和励磁电流,控制电机就方便多了。

基于磁场定向控制的无刷电机控制器

介绍一种应用于电动车无刷电机控制的正弦波控制器,采用磁场定向控制(FOC)技术,与传统的无刷方波控制相比,减少了由于换向引起的转矩脉动,电机运行噪声低,提供出色的转矩动态特性。