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微逆变器交流侧泛Buck-boost功率解耦技术研究

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电力系统保护与控制 2020年第24期48卷 16-26页

作者：章勇高孔令韬王增强陈露华东交通大学电气与自动化工程学院江西南昌330013 中国能源建设集团湖南省电力设计院有限公司湖南长沙410007

针对微逆变器二倍频功率扰动问题,提出了一种交流侧泛Buck-boost功率解耦技术。设计的四种能实现能量双向流动的解耦电路均并联在逆变器交流侧,不同拓扑都可等效工作在Buck、Boost或Buck-boost的模式中。从拓扑结构、工作模式及解耦性... 详细信息

针对微逆变器二倍频功率扰动问题,提出了一种交流侧泛Buck-boost功率解耦技术。设计的四种能实现能量双向流动的解耦电路均并联在逆变器交流侧,不同拓扑都可等效工作在Buck、Boost或Buck-boost的模式中。从拓扑结构、工作模式及解耦性能三方面分析了设计的四个解耦电路,以及每种拓扑抑制二次谐波的能力。讨论了脉冲能量缓冲的计算方法。仿真结果表明,三模态六开关Buck-boost功率解耦电路抑制电压二次谐波效果最优,单模态六开关Buck-boost功率解耦电路抑制电流二次谐波效果最优。泛Buck-boost功率解耦技术可以在不依赖母线大电压情况下,大幅降低解耦电容容值,实现无电解电容,提高微逆变器可靠性并延长其使用寿命。

关键词：微逆变器交流侧功率解耦二次谐波泛Buck-boost 解耦性能

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基于C集的少自由度并联解耦机器人构型综合

机床与液压 2021年第17期49卷 25-30,48页

作者：席万强俞斌宋长坡王尧尧南京信息工程大学滨江学院江苏无锡214105 南京航空航天大学机电学院江苏南京210016

针对并联机器人各支链间相互运动耦合的特性以及各支链基座在世界坐标系的位姿问题,提出基于C集的一种少自由度并联完全解耦机器人的构型综合方法。阐述C集的基本概念并分析其运算法则;在C集理论的基础上,通过分析机构的组成特性,给出... 详细信息

针对并联机器人各支链间相互运动耦合的特性以及各支链基座在世界坐标系的位姿问题,提出基于C集的一种少自由度并联完全解耦机器人的构型综合方法。阐述C集的基本概念并分析其运算法则;在C集理论的基础上,通过分析机构的组成特性,给出少自由度并联完全解耦机器人构型综合的具体步骤;依据此综合理论,实现三平动(3T)解耦并联机器人构型综合,得到了末端具有3T运动特征的并联机构组合。进而,以传统运动副、对称结构的3T并联机构为主要研究类型,构型出一种并联机构3-PRRR,并分析该机构的雅可比矩阵。结合ADAMS仿真软件验证新机构的解耦性能,结果显示:机构3-PRRR完全解耦,验证了所提方法的有效性。

关键词：少自由度并联解耦机器人 C集构型综合解耦性能

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永磁同步电机电流环偏差解耦控制策略研究

永磁同步电机电流环偏差解耦控制策略研究

作者：司梦西安理工大学

学位级别：硕士

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)由于调速性能优越,已经被广泛应用于电气传动、航空航天等领域。永磁同步电机具有非线性和强耦合的特性,以永磁同步电机为被控对象的控制系统,是一个强耦合的系统。在高性能交流... 详细信息

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)由于调速性能优越,已经被广泛应用于电气传动、航空航天等领域。永磁同步电机具有非线性和强耦合的特性,以永磁同步电机为被控对象的控制系统,是一个强耦合的系统。在高性能交流传动控制系统中,高精度的电流环控制是系统的重要组成部分。电流环的解耦控制可以提高系统的控制精度,因此,要实现高精度的控制系统必须对电流环进行解耦控制。对于电流反馈解耦控制策略和偏差解耦控制策略来说,在参数匹配时两种控制策略能够实现电流环的完全解耦控制,在参数不匹配时不能实现电流环的完全解耦控制,电流环存在解耦效果不佳的问题。针对这个问题,本文基于补偿控制的思想,采用一种在偏差解耦控制的基础上引入干扰观测器的控制策略,该策略是将参数变化、突变负载和交直轴间电流耦合造成的电压误差作为外部干扰来处理,利用干扰观测器对外部干扰进行观测,并将其反馈到电压输入端进行补偿,实现电流环的解耦控制。对电流反馈解耦控制、偏差解耦控制和引入干扰观测器的偏差解耦控制三种控制策略,通过对其传递函数的幅频特性定量分析系统参数发生变化时的解耦特性。为了证明引入干扰观测器的偏差解耦控制策略的可行性与有效性,在MATLAB/Simulink中进行了仿真验证,在以TMS320F28335为核心的数字信号处理器搭建的两电平逆变器实验平台上进行了实验验证。仿真和实验结果表明:1、在电机铭牌参数和电机实际参数匹配时,电流反馈解耦控制、偏差解耦控制和引入干扰观测器的偏差解耦控制三种控制策略均可以实现电流环完全解耦控制。2、在电机铭牌参数和电机实际参数不匹配时,电流反馈解耦控制策略和偏差解耦控制策略,不能实现电流环良好的解耦控制,电流环的解耦效果不佳。相比于电流反馈解耦控制和偏差解耦控制来说,引入干扰观测器的偏差解耦控制策略能更好的实现电流环解耦控制,提高了系统的鲁棒性和解耦效果。

关键词：永磁同步电机干扰观测器解耦性能偏差解耦控制

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大功率感应电机复矢量电流控制器设计

控制与信息技术 2023年第4期 25-33页

作者：孙佳伟姜涛曲诗健周正李健中车大连电力牵引研发中心有限公司辽宁大连116052 华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室湖北武汉630074

定子电流环控制在感应电机矢量控制中非常重要,直接影响系统的稳定性。为减少逆变器的损耗,大功率牵引系统往往运行在低开关频率下,其控制器带宽非常有限,且会产生较大的数字延时,使感应电机d轴、q轴的交叉耦合严重,导致系统动态过程中... 详细信息

定子电流环控制在感应电机矢量控制中非常重要,直接影响系统的稳定性。为减少逆变器的损耗,大功率牵引系统往往运行在低开关频率下,其控制器带宽非常有限,且会产生较大的数字延时,使感应电机d轴、q轴的交叉耦合严重,导致系统动态过程中电流抖动较大,且动态响应速度严重降低,影响了电流环的控制性能。为此,文章在复矢量概念基础上建立感应电机数学模型,全面分析了交叉耦合效应的来源;同时分析了延时对异步电机数字矢量控制的影响,得到了克服延时的控制思路;最后,基于零极点对消原理,设计了一种考虑延时影响的复矢量控制器。在离散域内,该控制器消除了控制器传递函数中的耦合项,实现了d轴和q轴电流的有效解耦;同时,由于整个控制系统的传递函数是一个典型二阶系统,容易将其带宽调整至较高水平,故控制系统还具有较高的动态响应速度。仿真和实验结果表明,文章所提出的复矢量电流控制器相比于传统控制器方案,其交叉耦合误差在全速度范围内下降超过80个百分点,动态响应速度提升超过45%,且具有良好的控制性能。

关键词：复矢量控制器感应电机矢量控制解耦性能定子电流环大功率牵引系统