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基于固定合成矢量三电平异步电机DTC系统研究

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基于固定合成矢量三电平异步电机DTC系统研究

作者：高志安安徽理工大学

学位级别：硕士

多电平逆变器具有对开关器件耐压要求低,输出谐波含量小,电压利用率高等优点,成为高压大功率变频调速领域的重点研究对象。二极管钳位型三电平逆变器又是其中研究最多的一种多电平拓扑结构。直接转矩控制(DTC)技术作为继磁场定向控制之... 详细信息

多电平逆变器具有对开关器件耐压要求低,输出谐波含量小,电压利用率高等优点,成为高压大功率变频调速领域的重点研究对象。二极管钳位型三电平逆变器又是其中研究最多的一种多电平拓扑结构。直接转矩控制(DTC)技术作为继磁场定向控制之后发展起来的又一项先进交流电机调速技术,以其控制简单、鲁棒性强、动态性能好等优点,得到了越来越广泛的研究和应用。本文针对二极管钳位型三电平逆变器异步电机直接转矩控制系统作了进一步研究。本文建立了三电平逆变器与异步电机的数学模型,获得了二极管钳位型三电平逆变器中点电位波动与输出电流的内在联系;介绍了异步电机直接转矩控制的基本原理以及直接转矩控制的发展方向;分析了三电平逆变器用于异步电机控制应优先解决的问题;最后,研究了一种基于固定合成矢量三电平逆变器直接转矩控制改进型方案。通过对改进后的方案进行仿真研究,论证了控制方案的合理性与可行性。三电平逆变器异步电机直接转矩控制变频调速系统中速度闭环是必不可少的。采用无速度传感器技术是发展的必然趋势,本文在高性能定子磁链观测器的基础上,设计了两种速度估计算法。通过仿真,验证了方案的可行性。

关键词：二极管钳位型三电平逆变器直接转矩控制固定合成矢量中点电位平衡无速度传感器

基于固定合成矢量的高性能三电平异步电机直接转矩控制系统研究

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电源世界 2008年第6期 27-32页

作者：林磊邹云屏张杰张允黄朝霞华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074

针对具有中点电位平衡功能的三电平异步电机直接转矩控制(DTC)方法会引起较大的定子磁链和转矩脉动的缺点,改进固定合成矢量的合成方式,提出了适用于高性能三电平异步DTC系统的"24矢量"法和"24矢量+变调制比"法。从磁链、转矩控制性能... 详细信息

针对具有中点电位平衡功能的三电平异步电机直接转矩控制(DTC)方法会引起较大的定子磁链和转矩脉动的缺点,改进固定合成矢量的合成方式,提出了适用于高性能三电平异步DTC系统的"24矢量"法和"24矢量+变调制比"法。从磁链、转矩控制性能的角度出发,分析了它对电机性能改善的贡献。这两种方法物理概念清晰、结构简单、易于实现,且保留了原固定合成矢量方法的优点。实验结果证明了控制方法的可行性。

关键词：异步电机三电平逆变器直接转矩控制固定合成矢量定子磁链脉动转矩脉动 “24矢量”法 “24矢量+变调制比”法

基于固定合成矢量的BDFM直接转矩控制方法的研究

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电工技术（下半月） 2016年第5期 135-136页

作者：于浩于洪亮北京航天控制仪器研究所北京100094 东北大学信息学院辽宁沈阳110819

三电平逆变器无刷双馈电机控制系统因其耐压高、可靠性好、效率高、电流谐波少等优点而受到广泛关注,提出了一种基于三电平NPC(Neutral Point Clamped)逆变器无刷双馈电机 (Brushless Doubly-fed Machine,BDFM)的直接转矩控制系统,针对... 详细信息

三电平逆变器无刷双馈电机控制系统因其耐压高、可靠性好、效率高、电流谐波少等优点而受到广泛关注,提出了一种基于三电平NPC(Neutral Point Clamped)逆变器无刷双馈电机 (Brushless Doubly-fed Machine,BDFM)的直接转矩控制系统,针对三电平固定合成矢量BDFM直接转矩控制方法存在的问题,提出改进型固定合成矢量控制方法,并分析所提出的控制方法的稳定性及动态特性。最后,搭建系统的硬件平台,实验结果验证了提出方法的可行性和有效性。

关键词：无刷双馈电机三电平NPC逆变器固定合成矢量

三电平逆变器异步电动机直接转矩控制系统(II)——合成矢量法

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电工技术学报 2004年第5期19卷 31-35,75页

作者：李永东侯轩谭卓辉清华大学电机系北京100084

提出了一种基于合成矢量的三电平异步电动机直接转矩控制(DTC)方法,不但有效地控制了三电平逆变器的中点电压,并抑制了输出电压的跳变;而且具有转矩输出高频脉动小,转子转速波动较小的优点。仿真和实验证明此方法在三电平逆变器供电的... 详细信息

提出了一种基于合成矢量的三电平异步电动机直接转矩控制(DTC)方法,不但有效地控制了三电平逆变器的中点电压,并抑制了输出电压的跳变;而且具有转矩输出高频脉动小,转子转速波动较小的优点。仿真和实验证明此方法在三电平逆变器供电的异步电动机上有效的实现了DTC系统,并能达到优良的控制性能。

关键词：三电平逆变器异步电动机直接转矩控制固定合成矢量

一种改进式无刷双馈电机三电平直接转矩控制算法

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东北大学学报（自然科学版） 2014年第1期35卷 15-19页

作者：刘岩王旭邢岩杨丹东北大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110819

针对无刷双馈电机直接转矩控制算法转矩脉动和磁链脉动大的问题,基于固定合成矢量方法提出了一种改进式无刷双馈电机三电平直接转矩控制算法,增加了空间电压矢量的可选择性,使得磁链脉动和转矩脉动控制在较小的范围内.在Matlab/Simulin... 详细信息

针对无刷双馈电机直接转矩控制算法转矩脉动和磁链脉动大的问题,基于固定合成矢量方法提出了一种改进式无刷双馈电机三电平直接转矩控制算法,增加了空间电压矢量的可选择性,使得磁链脉动和转矩脉动控制在较小的范围内.在Matlab/Simulink软件平台上搭建了无刷双馈电机三电平直接转矩控制算法模型,并对改进式三电平直接转矩算法进行了验证.实验结果表明,该算法有效地减小了磁链脉动和转矩脉动,获得了更好的磁链轨迹和转矩波形,电机转速更加稳定,同时保持直接转矩控制算法转矩响应速度快的优点,提高了控制系统的鲁棒性和动态性能.

关键词：无刷双馈电机直接转矩控制三电平逆变器固定合成矢量转矩脉动磁链脉动

一种具有中点平衡功能的三电平异步电机直接转矩控制方法

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中国电机工程学报 2007年第3期27卷 46-50页

作者：林磊邹云屏王展金红元邹旭东钟和清华中科技大学电气与电子工程学院湖北省武汉市430074

对三电平逆变器供电异步电机直接转矩控制(DTC)系统进行了研究。以固定合成矢量为基础,提出了一种三电平异步电机DTC控制方法,并使用基于三相输出电流方向及中点不平衡方向检测的中点平衡Bang-Bang控制方法来控制中点电位平衡。使用文中... 详细信息

对三电平逆变器供电异步电机直接转矩控制(DTC)系统进行了研究。以固定合成矢量为基础,提出了一种三电平异步电机DTC控制方法,并使用基于三相输出电流方向及中点不平衡方向检测的中点平衡Bang-Bang控制方法来控制中点电位平衡。使用文中的DTC方法,可以抑制三电平直流侧中点不平衡,限制输出电压dv/dt,减小开关损耗,同时获得良好的电机调速特性。实验结果证明了该控制方法的可行性。

关键词：异步电机三电平逆变器直接转矩控制固定合成矢量中点平衡 Bang—Bang控制

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三电平逆变器直接转矩控制系统研究

三电平逆变器直接转矩控制系统研究

作者：马晓莉西安科技大学

学位级别：硕士

近年来,多电平电压型逆变器已经成为高压变频调速领域的新宠。多电平逆变电路具有输出谐波少、开关频率低等显著优势,非常适合应用于高压大功率的变频调速领域,具有现实的节能意义。直接转矩控制策略以其优良的转矩控制特性,受到了普遍... 详细信息

近年来,多电平电压型逆变器已经成为高压变频调速领域的新宠。多电平逆变电路具有输出谐波少、开关频率低等显著优势,非常适合应用于高压大功率的变频调速领域,具有现实的节能意义。直接转矩控制策略以其优良的转矩控制特性,受到了普遍的关注。本文研究的对象正是基于三电平逆变器的异步电动机直接转矩控制系统,文章对直接转矩控制算法在三电平逆变器供电的异步电动机系统中的实现,进行了理论分析、仿真研究以及实验验证。在理解和掌握三电平逆变器和直接转矩控制基本原理的基础上,建立了异步电动机和三电平逆变电路的数学模型,分析了直接转矩控制的几种常用控制算法,依据电压矢量对电机低、高速运行时的不同影响采用了一种简单的低、高速电压矢量选择方案,实现了实时的调速控制。应用MATLAB/SIMULINK软件对系统进行了仿真,通过对仿真系统动静态模式的实验,验证了所提出方案的正确性和有效性。并搭建了一套以二极管箝位式三电平逆变器为基础的变频调速实验平台,其硬件包括:主功率电路,缓冲电路,光电隔离驱动电路,电流、电压采样电路,保护电路等。最后通过熟悉DSP算法,设计了以数字信号处理器TMS320LF2407为核心的控制系统。并通过一系列的实验对原理样机,逆变器控制策略,变频调速等进行了验证,给出了实验波形,同时也证明了系统的可行性。

关键词：中点箝位式三电平逆变器直接转矩控制固定合成矢量无速度传感器 DSP

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三电平异步电机直接转矩控制系统研究

三电平异步电机直接转矩控制系统研究

作者：王展华中科技大学

学位级别：硕士

多电平逆变器由于具有对器件耐压要求低,输出谐波含量小,控制性能好等优点,已经广泛的应用于高压大功率变频调速场合。而二极管钳位型三电平逆变器又是其中研究最多,应用最广的一种多电平拓扑结构。直接转矩控制技术(DTC)作为继磁场定... 详细信息

多电平逆变器由于具有对器件耐压要求低,输出谐波含量小,控制性能好等优点,已经广泛的应用于高压大功率变频调速场合。而二极管钳位型三电平逆变器又是其中研究最多,应用最广的一种多电平拓扑结构。直接转矩控制技术(DTC)作为继磁场定向控制之后发展起来的又一项新型的先进交流电机控制技术,以其简单、鲁棒性强、动态性能好的优点得到了越来越广泛的研究。因此,本文针对二极管钳位型三电平逆变器异步电机直接转矩控制系统进行了研究。本文建立了三电平逆变器与异步电机的统一数学模型。由于二极管钳位型三电平逆变器的中点波动与输出电流存在关联,有必要将两者结合起来分析并建立了系统在α、β静止坐标系下的统一数学模型,这为分析三电平逆变器与异步电机之间的关系打下了基础。本文介绍了异步电机直接转矩控制的基本原理以及直接转矩控制的发展方向;分析了三电平逆变器用于异步电机控制应优先解决的问题,并给出可行的三电平直接转矩控制解决方案。通过对这些方案的分析,提出了一种改进型固定合成矢量的三电平直接转矩控制方法。采用滞后控制方法来控制中点电压平衡。通过对改进前和改进后的固定合成矢量三电平直接转矩控制方法进行仿真研究,论证了控制方法的合理性与可行性。本文对改进型三电平逆变器固定合成矢量进行了实验研究。设计了一套以TMS320F240 DSP 为核心控制部件的三电平逆变器异步电机控制系统。实验结果表明中点不平衡问题得到了很好的抑制,同时控制系统保留了直接转矩控制所具有的良好的动态和稳态性能。

关键词：二极管钳位型三电平逆变器直接转矩控制数学模型中点平衡问题固定合成矢量

三电平逆变器无刷双馈电机控制系统的研究与实现

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三电平逆变器无刷双馈电机控制系统的研究与实现

作者：于浩东北大学

学位级别：硕士

随着我国能源消费的增加,高压大功率变频调速系统已作为节能减排的重要手段被广泛推广应用,三电平逆变器无刷双馈电机控制系统因其耐压高、可靠性好、效率高、电流谐波少等优点而受到广泛关注,成为近年来高压大功率变频调速系统应用领... 详细信息

随着我国能源消费的增加,高压大功率变频调速系统已作为节能减排的重要手段被广泛推广应用,三电平逆变器无刷双馈电机控制系统因其耐压高、可靠性好、效率高、电流谐波少等优点而受到广泛关注,成为近年来高压大功率变频调速系统应用领域的研究热点。本文从三电平NPC (Neutral Point Clamped)逆变器的结构特点出发,结合高压大功率交流调速系统的实际需求,研究了基于三电平NPC逆变器无刷双馈电机(Brushless Doubly-fed Machine, BDFM)的控制策略,提出了两种方法并进行仿真及实验研究,论文完成的主要工作有：研究了基于空间矢量脉宽调制的直接转矩控制算法,针对基本空间矢量脉宽调制算法中有大量的三角函数运算,计算非常复杂,磁链和转矩脉动较大等问题,提出一种利用坐标变换的60。坐标系下空间矢量脉宽调制算法。该算法将其他扇区的各个电压矢量通过几何关系转换到第一扇区,在第一扇区内计算各个基本矢量的作用时间,大大减小了计算量,提高了控制系统的灵活性和有效性。研究了基于固定合成矢量的直接转矩控制算法,针对三电平NPC逆变器中点电压极不平衡、易产生波动、空间矢量较多、磁链和转矩的增加不稳定、脉动较大等问题,提出一种基于中点电压滞环控制的固定合成矢量控制算法。该算法将基本空间电压矢量按照一定的方式合成固定矢量,每个固定合成矢量都对应着磁链和转矩的变化,采集直流侧两电容电压,通过滞环控制合理分配小矢量作用时间,将中点电压的波动降低到最小。提出两种改进控制方法,均在MATLAB/SIMULINK环境下进行仿真研究,证明方法的可行性及有效性。最后,搭建了三电平逆变器无刷双馈电机控制系统的实验平台,它的硬件系统主要包括驱动电路、控制电路、检测电路、故障保护电路等;软件开发是在CCS开发环境完成。通过实验和测试,证明系统的可行性,具有应用价值。

关键词：无刷双馈电机三电平NPC逆变器空间矢量脉宽调制固定合成矢量