基于直接转矩控制技术的异步电机驱动系统两种容错方案研究

对采用直接转矩控制技术的异步电机驱动系统进行了两种容错方案研究。对功率开关无驱动故障容错后 ,方案 1系统重构为四开关两相运行系统 ,方案 2系统重构为四开关三相运行系统。研究了四开关系统中磁链和转矩的观测方法 ,分析了仅有的 4个有效电压矢量对磁链和转矩变化所产生的影响 ,提出了四开关系统直接转矩控制中磁链和转矩的控制方案。对两种容错方案的特点进行了分析比较。仿真与实验结果证明了两种容错方案的有效性。

PMAC2下高速电主轴直接转矩控制系统设计

目的为解决高性能直接转矩控制法对电主轴进行控制和驱动,提高高速电主轴的动态响应速度问题.方法采用PMAC2型卡(可编程多轴运动控制卡Ⅱ型),结合高速电主轴的结构特点,建立了本系统电主轴在两相静止坐标系下的动态数学模型.结果通过动态数学模型设计了一套高速电主轴直接转矩控制系统,实现了高速电主轴的宽调速范围,快速准停,准位,准速,并给出了直接转矩控制系统的基本结构框图,系统控制原理图,软件程序流程图.结论研究表明,直接转矩控制系统的控制结构及控制过程简单,易于实现,便于全数字化,进一步精简了高速电主轴的控制结构,适应高速数控机床的要求,因此实现全数字化的直接转矩控制的交流电机调速系统具有潜在的经济价值和实际意义.

具有零序电流自矫正的六相永磁同步电机直接转矩控制

逆变器死区、功率管导通压降及开关过渡过程等非线性因素易导致直接转矩控制(direct torque control,DTC)多相永磁同步电机定子电流严重畸变。该文针对六相对称偏置60°定子绕组永磁同步电机提出一种DTC策略。首先,基于零序电流等于零思想进行电压矢量重构,并由此提出理想DTC;其次,基于死区补偿原理对实际电压矢量作用时间进行离散补偿;最后,利用PI调节器对电压矢量作用时间进行连续补偿,实现零序电流等于零目的。实验结果表明该文提出的驱动控制系统具有快速的转矩动态响应特性;同时零序电流基本等于零,定子电流总谐波含量较低。

基于直接转矩控制电励磁同步电机转子励磁电流控制策略

同步电机转子励磁电流控制方式直接影响电机的运行特性。针对直接转矩控制电励磁同步电机提出一种全速度范围内转子励磁电流优化控制策略,它直接利用转矩给定和定子磁链给定计算出转子励磁电流给定值。仿真和实验结果表明:额定转速以下转子励磁电流较小,降低了转子绕组的发热;额定转速以上转子励磁电流较大,提高了电机负载能力;恒转矩区和恒功率区之间转换不需要设定过渡区,过渡平滑;全速度范围内电机的外功率因数均近似等于1。

基于虚拟变量的六相永磁同步电机缺一相容错型直接转矩控制

机车牵引及船舶推进等系统要求应用于这些场合的多相永磁同步电机驱动系统具有强的转矩控制能力和容错运行能力。该文针对偏置60°六相对称定子绕组永磁同步电机提出一种缺一相容错型直接转矩控制策略。首先,基于重构的虚拟变量研究该电机一相绕组开路故障时磁链与电磁转矩的关系;其次,基于执行机电能量转换的αβ平面内的虚拟电压矢量及z1z2零序轴系平面内的零序电压矢量,建立起剩余五相健康相逆变桥臂各种开关组合对虚拟定子磁链幅值、电磁转矩及零序电流误差矢量最优控制策略。实验结果表明该文提出的驱动控制系统具有快速的转矩动态响应特性;同时零序电流受控,健康相定子绕组电流幅值相等,且正弦。

基于滑模的直接转矩控制车用驱动电机的研究

本文针对以电驱动为主的混合动力汽车及电动汽车,采用了电机—变速器一体化的驱动系统,该系统具有整体效率高、成本低、结构简单等特点。同时,为了满足车辆行驶及换挡过程中的性能要求,电机控制采用了空间矢量调制的直接转矩控制(DTC-SVM)方法,具有响应快且脉动小等特点。另外,考虑到在复杂的车辆运行环境下,电机的控制性能可能受到影响,滑模控制也被引入到系统,并从理论上证明了系统的稳定性和鲁棒性。最后在此基础上建立了系统的仿真模型,仿真结果也进一步证明了控制方案的有效性。

基于全阶磁链观测器下电主轴直接转矩控制系统的仿真

目的研究电主轴全速范围内直接转矩控制系统的性能,提高电主轴定子磁链观测精度.方法在定子静止坐标系下电主轴数学模型的基础上,采用定子全阶磁链观测器观测定子磁链,建立电主轴直接转矩控制系统.对电主轴状态值和测量值之间偏差进行反馈校正,并把反馈校正项与估计磁链的电主轴数学模型结合起来,建立含有闭环状态估计的误差补偿器的全阶磁链观测器;利用Matlab/Simulink构建全阶磁链观测器,对构建的模型进行仿真,得到定子磁链的仿真波形.结果全阶磁链观测器下直接转矩控制系统取得了比较优异的特性曲线,对于转速和转矩控制具有较高的控制精度.结论全阶磁链观测器在电主轴直接转矩控制系统中动态性能反映良好,采用极点配置方法确定的全阶磁链观测器模型有效地减少了运行过程中温度、频率和磁路等因素所造成的影响.

无刷双馈电机直接转矩控制失控分析

根据无刷双馈电机统一坐标系下的数学模型,推导电磁转矩和控制绕组磁链的导数方程,由导数方程得到在不忽略转子磁链条件下的磁链和转矩关于基本电压矢量的曲线图,作为直接转矩控制开关表选择的依据。根据曲线图分析无刷双馈电机在高转矩条件下的失控问题,并从转矩、控制绕组磁链及直流母线电压大小变化对于失控问题存在的影响进行理论分析及仿真验证,提出动态调节电压矢量的方法给以解决,改善系统的控制性能,仿真结果证明所提方法的有效性。

用DSP实现异步电动机直接转矩控制系统

以数字信号处理器(DSP)TMS320F2407为实验平台完成直接转矩控制.通过对一台2.2 kW异步电机的实验结果表明:该控制技术具有优异的静、动态性能.

高速电主轴直接转矩控制系统的建模与仿真

目的为了提高高速电主轴的静动态特性,实现高速电主轴的宽调速范围.方法采用高性能的直接转矩控制对异步高速电主轴进行控制和驱动,在掌握电主轴和直接转矩控制基本工作原理的基础上,利用MATLAB/Simulink模块库中提供的各种基本模块搭建各个子系统.并利用SIMULINK中的子系统封装技术把各子系统封装成各个模块,连接各个模块构成完整的高速电主轴直接转矩控制系统模型,并进行仿真实验.结果建立了高速电主轴直接转矩控制系统仿真模型,完成了仿真系统调节器及其参数设计,对系统的恒定负载和负载变化两种情况进行了仿真研究.结论仿真结果表明,将直接转矩控制方法应用于电主轴驱动控制系统是可行的,适应高速数控机床驱动控制系统的动态响应要求.

感应电机直接转矩控制系统变结构MRAS速度辨识

基于变结构控制和自适应控制理论,提出了一种模型参考变结构(MRAS-VS)观测器,用于感应电机无速度传感器直接转矩控制系统的转速辨识。该法将变结构和模型参考自适应(MRAS)进行有机的整合,选择转子磁链电压模型和电流模型分别作为参考模型和可调模型,采用两模型输出的偏差构造了一个滑模面。理论分析和仿真结果表明,所提出的感应电机无速度传感器直接转矩控制系统的转速辨识方法具有较高的转子磁链观测准确度,因而改善了转速估计的动静态性能。

基于自适应二阶终端滑模的SRM直接转矩控制

传统的直接转矩控制(DTC)可以在一定程度上减小开关磁阻电机(SRM)的转矩脉动,但是在换相区的转矩脉动抑制效果较差,并且传统的PI控制存在超调量大、鲁棒性差、抗负载扰动能力有限的缺点。因此,设计了基于负载转矩变化率自适应估计的二阶终端滑模转速控制器,在有限时间内使得系统状态迅速收敛到平衡点,实现无需已知扰动上界快速输出给定转矩。此外,对传统的扇区规则进行改进以优化电压矢量的选取,减少由于换相产生的转矩脉动。仿真和实验结果表明:改进后的DTC系统拥有良好的调速控制性能,抗干扰能力强,鲁棒性好,能进一步减少转矩脉动。

无刷双馈电机模糊直接转矩控制系统研究

针对传统直接转矩控制方法控制无刷双馈电机(BDFM)存在的转矩脉动大、开关频率不固定等问题,提出了一种基于DSP的模糊直接转矩控制策略。利用模糊控制系统设计软件Win FACT进行了模糊控制器设计,并将其转换为C程序代码后移植到DSP中,实现了无刷双馈电机模糊直接转矩控制系统的软、硬件设计。试验结果表明,该控制方法在保持传统直接转矩控制优点的基础上,能够有效减小转矩脉动,改善直接转矩控制的性能。

基于矢量组合的直接转矩控制系统的设计与仿真

采用SVPWM的方法对电压型逆变器的6个基本电压矢量进行线性组合,得到6个合成电压矢量。在此基础上,优化设计出一种三相异步电动机直接转矩控制系统。在MATLAB/SIMULINK环境下建立该系统的仿真模型,仿真结果表明,系统的磁链、转矩脉动小,电流谐波小,具有良好的动态性能和稳态性能。

基于神经网络模糊控制的永磁同步电动机直接转矩控制

针对永磁同步电动机的直接转矩控制(DTC)存在较大转矩脉动的特点,提出了基于神经网络与模糊逻辑的永磁同步电机直接转矩控制策略,用训练好的神经网络建立定子磁链观测器,将模糊控制算法引入逆变器状态开关选择器,通过对转矩误差、定子磁链误差和磁链位置角的模糊分级来实现逆变器开关的分级控制。仿真及实验结果表明,与常规DTC相比,该控制方法转矩、转速、磁链响应速度快、响应脉动小,具有良好的稳态跟踪性能和优异的动态响应,适合工程实际应用。

基于空间矢量调制的PMSM直接转矩控制的仿真与试验

为解决永磁同步电机(PMSM)传统直接转矩控制(DTC)存在转矩和磁链脉动大、电流畸变有谐波等问题,进行了基于Matlab/Simulink环境的仿真和基于DSP28335电机平台系统的实验。工况条件为:采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法和DTC原理相结合的控制方法,在起动到转速1500 r/min时添加负载转矩20 Nm,系统稳定在1 500 r/min时转矩阶跃为60 Nm及40 Nm。实验过程电机运转平稳,噪声明显降低。仿真和实验结果表明:与传统直接转矩控制相比,该方法分别降低转矩脉动为5.6%和14%,并获得了圆形磁链。因此,该方法解决了传统DTC在每个控制周期只能选择一个基本电压矢量进行控制的问题。

永磁无刷直流电机直接转矩控制策略的比较研究

无刷直流电机的直接转矩控制可分为有磁链观测DTC和无磁链观测DTC 2种实现方式。首先搭建有磁链观测DTC和无磁链观测DTC的Matlab/Simulink仿真模型,并进行仿真实验。然后用以dSPACE为控制核心的硬件仿真系统进行了对比实验,比较了有磁链观测DTC和无磁链观测DTC转矩响应、速度响应和相电流波形等存在的差异。

异步电动机直接转矩控制系统中的定子电阻估计

实现高性能直接转矩控制的重要环节是准确地观测异步电动机的定子磁链，而在基于电压模型的磁链观测器中，定子电阻是一个需要精确给定的参数。但因温度等因素影响，定子电阻在运行过程中是一个变量。现提出一种基于PI调节器的定子电阻估计器，可根据定子电流追踪定子电阻变化，从而推算出定子电阻估计值，并由此计算定子磁链和转矩。仿真结果表明，该算法可在线实时估计电阻变化，能有效提高直接转矩控制系统的低速性能。

基于三点式转矩调节的交流电机直接转矩控制系统仿真研究

文章运用MATLAB这一高性能仿真软件构建了一个交流电机直接转矩控制系统,采用三点式转矩调节方法优化空间电压矢量的选择,给出了较为详细的设计步骤。仿真结果表明该控制方法较传统的直接转矩控制方法具有更好的动态、稳态性能,为实际系统设计提供了依据。

感应电动机直接转矩控制技术的发展

本文介绍了我国近年来直接转矩控制(DTC)技术的发展,针对DTC系统低速运行时转矩脉动大、开关频率不稳定等缺点,涌现出大量的解决方法。在这些方法中概念繁杂,控制方法不尽相同,本文重点对提出的众多方法进行分析、归纳,并对目前研究较多的智能控制进行概述。因此,对此项工作的发展起到推动作用。