直接转矩控制

摘要： 针对传统直接转矩控制(direct torque control,DTC)存在的动态响应慢、稳态性能不足以及低转矩脉动和低电流谐波等问题,提出了一种基于双三相多相永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)驱动器的新型混合直接转矩控制策略。首先,分别在稳态和动态运行模式下设计了不同的转矩控制器,实现传统DTC策略的快速动态响应和稳态性能,并在动态运行模式中充分利用电压矢量的控制能力跟踪参考转矩。其次,针对转矩和定子磁通设计了一种新型的解耦控制器,以充分利用电压矢量对转矩的转换能力。最后,基于转矩控制器提出了双模式转换方法,实现两种操作模式之间的平滑转换,并通过实验验证所提策略的有效性。实验结果表明,所提控制策略具有良好的稳态和瞬态性能,可实现快速的转矩跟踪,并可避免较大的转矩波动,且能够利用合成的无谐波电压矢量限制低阶电流谐波。

摘要： 为降低永磁同步电机(PMSM)在趋近参考转速时运动状态的波动,提升控制系统稳定性,设计了一种基于新型指数趋近律的滑模速度控制算法。基于传统的指数趋近律,引入在原点处更为平滑的函数替代原有的符号函数,实现控制算法在电机趋近运动时的平滑过渡,并通过Lyapunov函数验证了算法的稳定性。基于新型控制算法,搭建PMSM直接转矩控制的滑模控制器并在MATLAB/Simulink中进行仿真。仿真结果表明,提出的算法可较好实现PMSM控制,与传统指数趋近律控制系统相比,所设计的系统可有效降低系统抖振,增强鲁棒性。

摘要： 无刷双馈电机系统具有多变量、高度非线性和时变性、强耦合等特点.文章在传统直接转矩控制基础上,将神经网络引入定子磁链观测器,并利用蝙蝠-粒子群算法优化训练神经网络;设计模糊状态控制器优化输出逆变器开关状态.由仿真与试验结果分析得出,基于神经网络和模糊控制的无刷双馈电机直接转矩控制,速度响应快且平稳,能较好抑制转速波动、转矩脉动、磁链脉动,系统鲁棒性好,控制精度高.仿真和实验均取得较好控制效果.

摘要： 针对传统多相电机的直接转矩控制算法在运行过程中存在转矩脉动和大量电流谐波的问题,提出了一种基于合成电压矢量的改进直接转矩控制算法。利用双三相永磁同步电机电压矢量丰富的特点,结合高阶滞环控制器的优点,在电机运行时减小转矩脉动。以电压矢量在谐波平面的电压分量等于零为约束条件,构造三组合成电压矢量。使用合成电压矢量替代传统电压矢量,达到降低电流谐波的效果。仿真结果表明,改进的直接转矩算法可以有效减小谐波电流和转矩脉动,具有良好的运行性能。

摘要： 概述了变频技术在矿山运输栈桥自动控制中的应用,分析了变频技术在自动控制方面的应用优势,介绍了基于变频技术的运输栈桥自动控制的技术原理、信号控制与驱动装置,对矿山运输栈桥自动控制中变频技术的应用方案进行了分析评估。实验研究表明,基于变频技术的矿山运输栈桥自动控制方法能够有效降低技术输送功率,具有更好的控制精准性,变频技术在矿山运输栈桥自动控制中的应用效果良好,有利于矿山运输栈桥工作效率的提高。

摘要： 针对共直流母线型开绕组永磁同步电机(OW-PMSM)基本电压矢量丰富、存在零序回路的特性,该文提出两种基于重构电压矢量的共直流母线型开绕组永磁同步电机改进直接转矩控制策略。为充分利用OW-PMSM所产生的电压矢量,定义19个重构电压矢量并基于此改进零序电流抑制方法,扩大直接转矩控制的备选电压矢量范围。根据重构矢量数量多、幅值不同的特点,将五位转矩滞环控制器引入直接转矩控制中,实现电机转矩脉动的抑制。针对滞环控制器控制精度有限等问题,提出无滞环控制器的改进直接转矩控制策略,定义一种新的区域划分方式并建立重构电压矢量选择表,通过对参考电压矢量的定位实现重构电压矢量的精确选择。实验结果验证了所提控制策略的可行性和优越性。

摘要： 主要介绍了直接转矩控制和矢量控制在永磁同步电机控制中的区别,同时简要介绍了直接转矩控制的原理,并搭建了永磁同步电机的数学模型,在此基础上借用MTALB的Simulink搭建直接转矩控制永磁同步电机的模型。从仿真结果可以看出,永磁同步电机直接转矩控制时具有良好的转矩响应速度,转速波动小,能够较好地抑制转矩脉动,基本实现了对永磁同步电机的稳定快速控制。

摘要： 本文提出了一种基于扩展卡尔曼滤波的无速度传感器无刷双馈感应电机直接转矩控制策略。通过对三相无刷双馈感应电机在转子速度坐标系下的数学模型进行分析,推导出系统的状态方程和观测方程,实现基于扩展卡尔曼滤波算法的转子速度和功率及控制绕组磁链的估计。根据磁链的估计值计算出电磁转矩,并通过对控制绕组磁链进行定向和逆变器开关状态的判定实现无刷双馈感应电机的转矩控制。仿真结果表明,在速度给定阶跃变化、负载突变的情况下,所提控制策略均能实现对转速和磁链的精确估计,系统运行稳定。

摘要： 基于煤矿井下综采工作面对设备群组智能驱动与高可靠性运行的需求,青岛中加特电气股份有限公司创新研发了变频器、大功率电动机一体化集成技术,并形成了高压变频一体机系列产品,打破了工业传动领域传统的“变频器+电动机”分体式传动方式,开创了变频一体机的新领域。高压变频一体机参数如下:最高电压为10000/3300 V,最大功率为3000 kW,变频调速方法为直接转矩控制,变频部尺寸为2350 mm×700 mm×195 mm(34%),过载系数为2.2,冷却系统为轴承水冷、焊接式双螺旋水道,最长无故障运行时间为6年。

摘要： 讨论了ABB变频器在起重控制技术上面的设计和应用,介绍了ABB ACS880变频器直接转矩控制(DTC)技术的工作原理,变频器参数的作用和设定,和实际应用紧密结合。

摘要： 采用逆变器驱动的永磁同步电机定子电流存在大量谐波,对电机的转矩波动和振动噪声造成很大影响.逆变器死区时间是定子电流低频谐波产生的主要原因,针对基于空间矢量脉冲调制的直接转矩控制策略(SVM-DTC)的永磁同步电机动力系统,首先通过对电机动力系统信号传递路径进行分析计算,得到逆变器死区谐波信号到定子电流低频段的传递函数.其次使用Simulink搭建仿真模型验证了传递函数的准确性.然后根据理论计算结果选择合适的控制参数降低传递函数的幅值,有效降低定子电流低频谐波幅值.

摘要： 针对传统开关表模式下,永磁同步电机直接转矩控制磁链和转矩脉动较大,电流波形谐波含量高的特点,将逆变器的6个有效空间电压矢量在解耦坐标系下进行解耦.以电机转子磁链为基准重新划分扇区,以转矩响应优先的原则重新确定开关表,省去了复杂的磁链估计和角度运算,不需对磁链进行限幅,仍能维持电机的稳定运行.与传统直接转矩控制策略相比,通过电压矢量直接控制转矩,能在保持转矩快速响应同时,获得较好的定子电流.仿真表明所提方法的正确性和有效性.

摘要： 开关磁阻电机(Switched Reluctant Motor,SRM)具有结构简单、成本低、可靠性高等优点,但由于电机的双凸极结构和开关供电方式,使其输出的转矩脉动较大.本文根据电机的数学模型,给出了SRM建模方法及其控制策略,依据电机参数,利用JMAG软件对SRM进行有限元分析得到电机的电磁特性,在有限元分析的基础上,通过查表法在Simulink中建立开关磁阻电机的本体仿真模型;为了减小转矩脉动和振动噪声,采用直接转矩控制方式对电机进行控制,并与电流斩波控制下的转矩脉动进行比较,仿真结果表明直接转矩控制能很好地抑制转矩脉动.

摘要： 为了提高永磁同步电机驱动的可靠性和安全性,实现对逆变器故障的容错控制,提出了更加高效的故障检测和补偿方法.由于永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)在诸多领域越来越广泛的应用,对DTC调速系统可靠性越来越重视,永磁同步电机直接转矩控制系统采用了逆变供电,但由于电力电子器件本身的脆弱性,逆变器出现故障会引起整个调速系统失去能力,因此对逆变器故障时系统的容错运行深入研究.故本文选取了三相四开关容错逆变器供电方案.基于三相四开关逆变器在故障状态下采用新型逆变器拓扑结构以及新型DTC策略能够让系统可持续稳定运行,并保持了固有良好的动态特性.

摘要： 针对永磁同步电机采用传统直接转矩控制时,存在较大的磁链和转矩脉动,逆变器开关频率不恒定,低速时系统难以控制,以及因转矩脉动引起的高频噪声等问题,将滑模控制策略引入到永磁同步电机直接转矩控制系统中,设计基于滑模变结构直接转矩控制策率,应用Matlab/Simulink对其进行仿真研究.仿真研究结果表明,与传统直接转矩控制相比较,基于滑模变结构直接转矩控制系统中电磁转矩和磁链脉动大幅度降低,逆变器开关频率恒定,同时能够保持直接转矩控制的快速响应的特征,对系统参数摄动和外干扰鲁棒性强的优点,有效地改善了系统的动、静态特性.

摘要： 当列车运行于牵引网末端或多辆列车共线运行时,再生制动会导致受电弓处牵引网电压过高,造成再生制动失效.本文对列车再生制动工况下的牵引网电压进行分析计算,以CRH3型动车组为参考在Matlab软件中建立了列车运行的车-网模型,模拟列车再生制动工况,其中动车组牵引变流器采用瞬态电流控制与直接转矩控制,取得了很好的控制效果.在此基础上提出3种解决方案并分别建立了仿真模型,测量得到牵引网上电压得到有效降低,验证了方案的有效性.

摘要： 传统的双馈电机直接转矩控制系统低速时控制性能不佳,其原因是因为低速运行时转距的脉动较大.针对此问题对传统控制系统进行改进,将遗传算法应用于双馈电机直接转矩控制系统,在线优化PI调节器的参数,匹配控制系统在不同工作状态下的需求.仿真研究结果表明,该方法能有效地降低转矩脉动和磁链纹波,改善速度调节过程中的动态性能,扩大调速范围.

摘要： 针对分布式驱动电动汽车多电机协调控制问题,采用以虚拟主控制器和电子差速控制为协调控制层,执行层为基于离散滑模观测的直接转矩控制的多电机协调控制策略,实现电动汽车在不同状况下驱动电机转矩和转速的合理分配.在Matlab/Simulink中建立了汽车动力学和永磁无刷直流电机相结合的仿真模型,仿真结果表明四个驱动电机的协调控制性能良好,证明了协调控制策略的可行性和有效性.

摘要： 为了解决直接转矩控制技术在电动车电驱动系统应用中所存在的转矩脉动大问题.本文提出了一种基于零电压矢量和自抗扰控制的电动车永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)策略,为了降低转矩脉动,该控制策略在传统DTC控制的开关表中加入了两个零电压矢量进而形成了一个新的开关表.与此同时,采用自抗扰控制理论设计该系统的速度控制器,对该系统的扰动进行实时补偿.通过MATLAB软件进行系统模型仿真,结果表明所提出的系统能够有效地提高系统响应速度,使得所存在的转矩脉动减小,改善电动车的运行性能.

摘要： 本文以双馈风力发电机组为研究对象,在Simulink环境下搭建了基于直接转矩控制(DTC)的某1.5MW双馈风力发电机组模型,并对其稳态仿真结果进行了验证.针对传统DTC存在的缺点,本文对直接转矩-空间矢量调制控制(CTC-SVM)方式下的模型进行了数学推导并搭建了仿真模型.在该控制方式下,滞环控制器被PI调节器取代,脉冲生成的方式采用固定频率的SVM得到.仿真结果显示,采用DTC-SVM的机组在风速阶跃响应整体动态性能上优于采用传统DTC的机组.

摘要： 本发明涉及一种永磁同步电机直接转矩控制最大转矩电流比控制方法，得到扰动观察法中的磁链扰动引起的电流变化；(2)根据给定转矩差计算的可变磁链步长；(3)利用(1)(2)改进传统扰动观察方法，通过对磁链施加计算出来的扰动值来控制系统定子电流，实现系统给定转矩处于变化率不同的实时变化情况下快速准确的永磁同步电机直接转矩控制的最大转矩电流比控制。

摘要： 本发明公开了一种五相永磁电机直接转矩控制下的最大转矩电流比控制方法，首先检测电机转速，将给定转速ωref与反馈转速ωm比较，利用PI控制器得到参考转矩Te_ref；将采样的相电流经过变换矩阵得到两相静止坐标系一次空间α‑β和三次空间α3‑β3下的电流iα，iβ，iα3，iβ3；利用开关信号计算计算电压uα，uβ，uα3，uβ3；将iα，iβ，uα，uβ输入到磁链转矩计算模块中求得电机定子磁链ψs和转矩Te；将ψα，ψβ，iα，iβ，输入到虚拟信号模块，计算得到使得电机运行于MTPA点的补偿磁链Δψs；将参考转矩、磁链与计算所得到的电机转矩、磁链做比较，通过滞环控制器后输入到开关表中得到各相开关信号，通过逆变器控制电机，实现五相永磁电机直接转矩下的MTPA控制。

摘要： 本发明公开了一种基于直接转矩控制预测控制的转矩计算优化方法，通过定子磁链比较器和转矩比较器确定电压矢量选择区域，将区域四等分，将定子磁链幅值和转矩值输入目标函数中选取出最小值，选择电压矢量的区间和角度，在区间表给定的区间内选择电压矢量并输出合成之后的电压矢量，根据定子磁链变化图得到定子磁链幅值，通过定子磁链幅值确定转矩公式，对转矩公式进行优化处理，通过传统转矩公式和优化转矩公式的相对误差验证其可行性。本发明优化后的转矩公式可以取代传统的转矩公式，以提高永磁同步电机直接转矩控制系统的性能，减小转矩脉动，且开关频率稳定。

摘要： 本发明公开了一种降低电机转矩脉动的直接转矩控制系统及方法，包括电机状态观测模块、电压矢量生成模块和电机控制模块。其中电机状态观测模块采集电机运行过程中电机输出轴转速、定子绕组瞬时线电压和线电流，从而计算出电机状态信息：当前定子磁链幅值、电磁转矩、定子磁链所在扇区和电机输出轴转速；电压矢量生成模块根据电机状态信息，结合电机当前转速、系统设定转速和系统设定定子磁链幅值，计算出电机控制信息，即当前电机控制模块需要输出的基本电压矢量和基本电压矢量作用的时间；电机控制模块根据电机控制信息提供电机所需的电压矢量。本发明能够显著降低电机转矩脉动，准确有效地对电机进行控制。

摘要： 本发明公开了一种提高电机转矩性能的直接转矩控制系统及方法，包括转矩调节器、磁链调节器、转速调节器、扇区判断模块、电压矢量选择表生成模块、驱动信号生成系统、占空比计算模块、用于获取电机定子的磁链信息的磁链观测器、用于获取电机的电磁转矩信息的转矩观测器、以及用于获取电机输出轴转速的转速观测器。本发明能够准确有效的对电机进行控制。

摘要： 本发明涉及一种永磁同步电机直接转矩控制最大转矩电流比控制方法，得到扰动观察法中的磁链扰动引起的电流变化；(2)根据给定转矩差计算的可变磁链步长；(3)利用(1)(2)改进传统扰动观察方法，通过对磁链施加计算出来的扰动值来控制系统定子电流，实现系统给定转矩处于变化率不同的实时变化情况下快速准确的永磁同步电机直接转矩控制的最大转矩电流比控制。

摘要： 本发明公开了一种五相永磁电机直接转矩控制下的最大转矩电流比控制方法，首先检测电机转速，将给定转速ωref与反馈转速ωm比较，利用PI控制器得到参考转矩Te_ref；将采样的相电流经过变换矩阵得到两相静止坐标系一次空间α‑β和三次空间α3‑β3下的电流iα，iβ，iα3，iβ3；利用开关信号计算计算电压uα，uβ，uα3，uβ3；将iα，iβ，uα，uβ输入到磁链转矩计算模块中求得电机定子磁链ψs和转矩Te；将ψα，ψβ，iα，iβ，输入到虚拟信号模块，计算得到使得电机运行于MTPA点的补偿磁链Δψs；将参考转矩、磁链与计算所得到的电机转矩、磁链做比较，通过滞环控制器后输入到开关表中得到各相开关信号，通过逆变器控制电机，实现五相永磁电机直接转矩下的MTPA控制。

摘要： 本发明公开了一种基于直接转矩控制预测控制的转矩计算优化方法，通过定子磁链比较器和转矩比较器确定电压矢量选择区域，将区域四等分，将定子磁链幅值和转矩值输入目标函数中选取出最小值，选择电压矢量的区间和角度，在区间表给定的区间内选择电压矢量并输出合成之后的电压矢量，根据定子磁链变化图得到定子磁链幅值，通过定子磁链幅值确定转矩公式，对转矩公式进行优化处理，通过传统转矩公式和优化转矩公式的相对误差验证其可行性。本发明优化后的转矩公式可以取代传统的转矩公式，以提高永磁同步电机直接转矩控制系统的性能，减小转矩脉动，且开关频率稳定。

摘要： 本发明公开了一种基于模型预测转矩控制的六相永磁容错电机直接转矩控制方法，包括：获取采样信息，包括通过光电编码器得到永磁同步电机的转子位置θ，经过计算得到电机的转速信号，电机转速与给定转速的偏差经过PI调节器处理为给定转矩，由给定转矩计算出给定磁链幅值。在模型预测算法中同时预测电机下一时刻的转矩和磁链幅值。转矩和磁链的预测值与其给定值构成价值函数，选取使价值函数最小的空间电压矢量，根据该空间电压矢量控制六相独立H桥逆变器从而对电机进行实时转矩预测控制。

摘要： 本发明涉及一种抑制转矩脉动的矩阵变换器直接转矩控制的方法，属于电机控制领域。本发明主要包括：首先，根据输出电流的dq分量检测出定子磁链的相位角，判断出定子磁链相位角所在的扇区，然后，根据输入电压的变化规律对其进行24扇区的划分，最后，通过定子磁链和输入电压所在的扇区这两个判断要求，根据电压矢量的幅值不同，建立不同的矩阵变换器开关表，在电机低速运行时使用小幅值的开关表，在中速时使用中等幅值的开关表，在高速时使用大幅值的开关表，三个开关表的使用有效抑制了不同转速下的永磁同步电机的电磁转矩脉动。