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用EKF估计无刷直流电动机转子位置和转速

清华大学学报（自然科学版） 2004年第7期44卷 905-908页

作者：徐璟孙旭东刘丛伟清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084

无位置传感器控制方案是目前无刷直流电动机(BLDCM)控制的研究热点之一。该文给出了一种利用扩展Kalman滤波器(EKF)估计无刷直流电动机转子位置和转速的方法。该方法仅需三相定子反电势反馈即可实现EKF控制,所需计算量小,易于实现低成... 详细信息

无位置传感器控制方案是目前无刷直流电动机(BLDCM)控制的研究热点之一。该文给出了一种利用扩展Kalman滤波器(EKF)估计无刷直流电动机转子位置和转速的方法。该方法仅需三相定子反电势反馈即可实现EKF控制,所需计算量小,易于实现低成本系统。推导了基于EKF的转子位置和转速估计数学模型,并分析了转子位置初始误差和噪声统计特性变化对EKF估计效果的影响。仿真和基于数字信号处理器(DSP)的BLDCM调速系统上的实验研究证明,该方法能在初始位置误差不超过π/3电角度时保证电动机正常起动,并准确地估计转子位置和转速。

关键词：电机控制无刷直流电动机(BLDCM) 无位置传感器扩展Kalman滤波器(EKF)

三相电流型脉宽调制整流器的功率因数控制新方法

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中国电机工程学报 2009年第15期29卷 43-49页

作者：谈龙成李耀华王平刘丛伟中国科学院电工研究所北京市海淀区100190

该文建立了三相电流型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器的基于开关函数的abc三相静止坐标系下的一般数学模型和dq同步旋转坐标系下的简化数学模型,详细分析了它的稳态特性,尤其是系统的无功功率及功率因数特性。在此基础上,... 详细信息

该文建立了三相电流型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器的基于开关函数的abc三相静止坐标系下的一般数学模型和dq同步旋转坐标系下的简化数学模型,详细分析了它的稳态特性,尤其是系统的无功功率及功率因数特性。在此基础上,提出一种三相电流型PWM整流器的功率因数控制新方案。不同于传统的基于静止abc坐标系的控制方法,该文将控制算法建立在dq同步旋转坐标系上,提出了基于交流侧电容电压定向的矢量控制,使得直流侧电流和交流侧功率因数得以解耦控制。该控制方法对系统参数的依赖性小,能够自动调节到其可以达到的最大功率因数运行点。该控制方案的有效性和可行性通过仿真进行了验证,并进一步在一个5kVA的试验样机上进行了验证。

关键词：电力电子电流型整流器稳态分析功率因数控制空间矢量调制

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三电平变流器直流电压平衡控制方法

清华大学学报（自然科学版） 2002年第9期42卷 1204-1208页

作者：韦立祥刘丛伟孙旭东李发海清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084

为研究三电平变流器直流电压平衡的问题 ,建立了三电平变流器的数学模型 ,详细分析了空间矢量脉宽调制(PWM)的特性和直流环电容电压平衡调节的基本原理 ,提出了一种新型的基于交流电流方向检测的直流电容电压平衡控制方法。该方法通过... 详细信息

为研究三电平变流器直流电压平衡的问题 ,建立了三电平变流器的数学模型 ,详细分析了空间矢量脉宽调制(PWM)的特性和直流环电容电压平衡调节的基本原理 ,提出了一种新型的基于交流电流方向检测的直流电容电压平衡控制方法。该方法通过实时检测三相交流输出电流方向得到方向函数 ,利用该函数选择一个 PWM周期内不同电压矢量作用时间来控制中点电流的方向 ,实现电压平衡。该方法可以使得直流电容电压的平衡不受变流器功率因数过低和功率流向的影响。

关键词：电压平衡控制方法三电平变流器 PWM 电流电容电压功率流向空间矢量脉宽调制数学模型

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三电平逆变器直流侧电压平衡控制方法的改进

中国电机工程学报 2002年第9期22卷 94-97页

作者：翁海清孙旭东刘丛伟韦立祥清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084

三电平逆变器的直流侧电压平衡问题直接影响着逆变器及其电机调速系统的可靠性。为此,该文深入研究了不同电压空间矢量对直流侧电压平衡的影响,并针对交流传动系统四象限运行的要求,提出了一种基于瞬时电流检测的直流侧电容电压平衡控... 详细信息

三电平逆变器的直流侧电压平衡问题直接影响着逆变器及其电机调速系统的可靠性。为此,该文深入研究了不同电压空间矢量对直流侧电压平衡的影响,并针对交流传动系统四象限运行的要求,提出了一种基于瞬时电流检测的直流侧电容电压平衡控制方法。这种方法,可以使直流侧电容电压不受实际功率流向和功率因数高低的影响,在各种工况,特别是低电压能量回馈状态下,都能以较快的速度保持电容电压平衡。双PWM三电平异步电动机调速系统样机上的实验结果证明该方法是有效的。

关键词：三电平逆变器直流侧电压平衡控制变流器

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一种新型的双PWM三电平调速系统控制方法

清华大学学报（自然科学版） 2002年第3期42卷 295-298页

作者：韦立祥孙旭东刘丛伟李发海清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084

为了保持双脉宽调制 (PWM)三电平调速装置直流电容电压的平衡 ,提高装置的运行性能和可靠性 ,提出了一种新型的有功功率反馈控制方法。通过将逆变桥侧的有功功率直接反馈到整流桥的电流环给定 ,实现了直流电容电压与异步电机运行状态的... 详细信息

为了保持双脉宽调制 (PWM)三电平调速装置直流电容电压的平衡 ,提高装置的运行性能和可靠性 ,提出了一种新型的有功功率反馈控制方法。通过将逆变桥侧的有功功率直接反馈到整流桥的电流环给定 ,实现了直流电容电压与异步电机运行状态的完全解耦。理论分析和仿真结果表明 :该方法可以大大减小异步电机运行状态突变对直流电容电压的影响 ,在负载突变和加减速等动态过程中不仅能保持直流电容电压基本不变 ,而且可使网侧功率因数始终为 1,系统有良好的静。

关键词：双PWM 三电平调速系统控制电机

一种基于Kalman滤波的异步电机转速控制器

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清华大学学报（自然科学版） 2003年第9期43卷 1202-1205页

作者：苏位峰刘丛伟孙旭东李发海清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084

为提高异步电机转速环的动态性能,提出一种新型的有速度传感器的转速控制器设计方案。该控制器结构简单,采用简化的Kalman滤波方法,同时观测电机的转速和负载转矩,通过对测量转速的滤波处理以及负载转矩观测值的前馈控制,提高转速环的... 详细信息

为提高异步电机转速环的动态性能,提出一种新型的有速度传感器的转速控制器设计方案。该控制器结构简单,采用简化的Kalman滤波方法,同时观测电机的转速和负载转矩,通过对测量转速的滤波处理以及负载转矩观测值的前馈控制,提高转速环的动态响应。最后,在实验系统上分别设计了基于Kalman滤波的转速控制器和传统的比例积分(PI)转速控制器。实验结果表明,与传统的PI控制器相比,这种新型的转速控制器有效减小了突加负载时的动态速降,而且转速给定突变时实现转速无超调。

关键词：异步电机转速控制器 Kalman滤波速度传感器负载转矩转速环控制

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一种异步电动机矢量控制的转速辨识方法

电工技术学报 2003年第3期18卷 14-18页

作者：缪波涛孙旭东刘丛伟张洋李发海清华大学电机工程与应用电子技术系 100084

提出了异步电动机无速度传感器矢量控制的一种新的转速辨识方法。将模型参考自适应方法和直接计算的方法相结合 ,具有一定的辨识速度和精度 ,解决了反电动势模型参考自适应方法在速度过零点辨识误差大以及瞬时无功模型参考自适应方法在... 详细信息

提出了异步电动机无速度传感器矢量控制的一种新的转速辨识方法。将模型参考自适应方法和直接计算的方法相结合 ,具有一定的辨识速度和精度 ,解决了反电动势模型参考自适应方法在速度过零点辨识误差大以及瞬时无功模型参考自适应方法在转速给定为负阶跃时的转速不稳定问题。通过用多电平变频器对 2 2kW电动机进行转子磁场定向矢量控制实验 ,验证了该方法的正确性。

关键词：无速度传感器异步电动机矢量控制模型参考自适应

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串联H桥多电平变频器电压空间矢量控制算法

清华大学学报（自然科学版） 2003年第3期43卷 366-368,372页

作者：卫三民孙旭东刘丛伟李发海清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084

为解决串联H桥多电平变频器调速系统中,由于电压矢量数目过多而带来的计算困难及电压矢量优化选择问题,在对多电平系统电压矢量的特点和规律进行深入分析的基础上,提出了一种简单、通用的电压空间矢量控制算法。该算法采用以线电压作为... 详细信息

为解决串联H桥多电平变频器调速系统中,由于电压矢量数目过多而带来的计算困难及电压矢量优化选择问题,在对多电平系统电压矢量的特点和规律进行深入分析的基础上,提出了一种简单、通用的电压空间矢量控制算法。该算法采用以线电压作为中间值的方法对输出电压矢量及其作用时间进行计算,采用大小开关状态相结合的方法对脉冲宽度调制(PWM)脉冲进行输出。该方法同时具有需要定时器数目少,占用内存少和实现简单的特点。实验结果表明该控制算法是正确和有效的。

关键词：串联H桥多电平变频器电压空间矢量脉冲宽度调制(PWM) 控制算法

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串联H桥多电平变频器单元故障时的控制方法

清华大学学报（自然科学版） 2003年第3期43卷 369-372页

作者：卫三民刘丛伟孙旭东李发海清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084

为了提高串联H桥高压变频器在单元故障时的容错能力,在深入分析了H桥单元故障时对多电平系统电压矢量影响的基础上,提出了调整开关状态控制方法。该方法不但可保证电机的对称运行,而且与故障时目前所采用的传统控制方法相比,在大多数故... 详细信息

为了提高串联H桥高压变频器在单元故障时的容错能力,在深入分析了H桥单元故障时对多电平系统电压矢量影响的基础上,提出了调整开关状态控制方法。该方法不但可保证电机的对称运行,而且与故障时目前所采用的传统控制方法相比,在大多数故障方式下,还可提高输出合成电压矢量的幅值,减少故障对系统的影响。文中以串联H桥七电平矢量控制系统为例进行了分析,给出了调整开关状态控制方法的详细计算公式和计算结果。仿真和实验结果表明所提出的控制方法是正确和有效的。

关键词：串联H桥多电平变频器故障电压空间矢量