基于新型ADRC控制器和MC变换器的电机DTC控制系统研究 被引量：5

1

作者 程启明 黄伟 +3 位作者 程尹曼 郭凯 徐聪 邓亮 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期53-61,共9页

针对传统PID控制器参数鲁棒性和抗干扰性均较差的问题,提出了一种基于简化参数的自抗扰控制器(ADRC)的感应电机(IM)直接转矩控制(DTC)方法,它以给定转速和实际转速作为输入信号,并以给定电磁转矩作为输出信号,从而设计了基于简化参数的A... 针对传统PID控制器参数鲁棒性和抗干扰性均较差的问题,提出了一种基于简化参数的自抗扰控制器(ADRC)的感应电机(IM)直接转矩控制(DTC)方法,它以给定转速和实际转速作为输入信号,并以给定电磁转矩作为输出信号,从而设计了基于简化参数的ADRC速度控制器。另外,由于传统DTC系统中采用常规的矩阵变换器(MC),其电压传输比较低,难以满足电机对电压的要求,直接影响了电机的输出特性,依据三相boost斩波器和MC的优势,提出一种新型MC直接转矩控制(DTC)方法,并对其进行建模分析,从理论上证明了该拓扑结构的合理性。仿真结果表明了提出的电机DTC控制系统的转速和转矩响应快速,转矩脉动大大减小,系统具有良好的动、静态性能。 展开更多

关键词 直接转矩控制 自抗扰控制器 矩阵变换器 感应电机 PID控制 boost斩波器

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换流可靠的双电压合成矩阵变换器的仿真 被引量：10

2

作者 方永丽 唐轶 +1 位作者 马星河 刘昊 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2006年第2期45-49,共5页

矩阵变换器是一种交-交变换器,由于没有中间直流环节,输入侧和输出侧相互影响较大。文中讨论了利用输入电压瞬时值进行调制的双电压合成原理,并结合其特点,提出了通过调整开关顺序来提高换流可靠性的优化方法,利用M atlab/S im u link... 矩阵变换器是一种交-交变换器,由于没有中间直流环节,输入侧和输出侧相互影响较大。文中讨论了利用输入电压瞬时值进行调制的双电压合成原理,并结合其特点,提出了通过调整开关顺序来提高换流可靠性的优化方法,利用M atlab/S im u link建立了相应的仿真模型,仿真结果验证了所提出方法的正确性。 展开更多

关键词 矩阵变换器 双电压合成 四步换流 仿真

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矩阵变换器-永磁同步电机驱动系统静态稳定性分析 被引量：8

3

作者 宋鹏 夏长亮 +1 位作者 阎彦 陈炜 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期58-65,共8页

从电机稳态工作点角度出发,分析了矩阵变换器(matrix converter,MC)馈电的永磁同步电机(permanentmagnet synchronous motor,PMSM)驱动系统静态稳定性。用"占空比矢量"表达矩阵变换器的输入输出关系,在旋转坐标系下建立系统... 从电机稳态工作点角度出发,分析了矩阵变换器(matrix converter,MC)馈电的永磁同步电机(permanentmagnet synchronous motor,PMSM)驱动系统静态稳定性。用"占空比矢量"表达矩阵变换器的输入输出关系,在旋转坐标系下建立系统小信号模型;利用Lyapunov稳定判据得到稳定运行区域及边界,分析了稳定边界的功率特性及系统参数对稳定运行区域的影响。理论分析及数值计算表明,矩阵变换器输出功率限值不恒定且与电机稳态工作点选取有关;参数对系统稳定性的影响表现出一定的规律性。仿真结果验证了文中的建模和分析正确、有效,相关结论和实验研究对MC-PMSM系统参数设计和性能分析具有指导意义。 展开更多

关键词 矩阵变换器 静态稳定性 小信号建模 永磁同步电机

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高频链矩阵式正弦波变换器控制策略的改进 被引量：6

4

作者 吴胜华 钟炎平 +1 位作者 赖向东 权建洲 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期228-233,共6页

为改善高频链矩阵式正弦波变换器中双向开关换流的安全性以及逆变输出的频谱特性,在常规SPWM模式下,提出了一种新的解耦分时驱动方案。改变了以往该类变换器双向开关的两个门极共用一个驱动信号的方法,无需检测负载电流极性,容易实现。... 为改善高频链矩阵式正弦波变换器中双向开关换流的安全性以及逆变输出的频谱特性,在常规SPWM模式下,提出了一种新的解耦分时驱动方案。改变了以往该类变换器双向开关的两个门极共用一个驱动信号的方法,无需检测负载电流极性,容易实现。可以实现双向开关安全换流,以消除其固有的电压浪涌;保留了常规单相逆变器的倍频特性,充分发挥功率器件的开关性能,有利于滤波网络的小型化,且克服了相控方式的一些缺点。仿真和实验表明了方案的正确性。 展开更多

关键词 高频链 矩阵变换器 电压过冲 安全换流 解耦 分时驱动

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混合励磁同步发电机–矩阵变换器发电系统两级式电压闭环控制策略 被引量：4

5

作者 史明明 周波 +1 位作者 魏佳丹 毛怡然 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期1-8,23,共8页

研究了一种基于混合励磁同步发电机与矩阵变换器组合的宽转速范围的变速恒频发电系统。在理论推导该新型发电系统数学模型的基础上,提出了一种将发电机端电压闭环控制与矩阵变换器输出电压的瞬时值闭环控制相结合的两级式电压闭环控制策... 研究了一种基于混合励磁同步发电机与矩阵变换器组合的宽转速范围的变速恒频发电系统。在理论推导该新型发电系统数学模型的基础上,提出了一种将发电机端电压闭环控制与矩阵变换器输出电压的瞬时值闭环控制相结合的两级式电压闭环控制策略,并通过推导闭环系统传递函数对系统稳定性进行了分析。最后,通过实验验证了该发电系统及其控制策略的有效性。 展开更多

关键词 矩阵变换器 混合励磁同步发电机 变速恒频

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高频链三相矩阵式正弦波变换器研究 被引量：5

6

作者 吴胜华 权建洲 +1 位作者 赖向东 钟炎平 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期25-30,5,共6页

针对高频链矩阵式三相正弦波变换器,提出一种新的控制策略。该方法由前端逆变器将直流电源变换为高频交流等宽方波电压(单相14.28kHz),经变压器高频耦合;后端矩阵变换器(matrix converters,MC)(3×2矩阵)的双向开关采用解耦分时驱... 针对高频链矩阵式三相正弦波变换器,提出一种新的控制策略。该方法由前端逆变器将直流电源变换为高频交流等宽方波电压(单相14.28kHz),经变压器高频耦合;后端矩阵变换器(matrix converters,MC)(3×2矩阵)的双向开关采用解耦分时驱动。控制电路将常规的正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)信号进行适当的逻辑处理,作为MC新的驱动信号,该信号保留了SPWM信号的全部信息,其频率是载波的1/2。MC产生三相常规单极性与载波频率相等的SPWM脉冲序列,保留了SPWM模式的所有特性,滤波后得到三相交流输出。该策略MC可实现倍频效果、双向开关自然换流,且无须检测负载电流的极性;克服了该变换器中固有的电压、电流过冲,简单易于实现。分析工作原理,仿真及220V/50Hz 3.3kW实验样机验证了方案的正确性。 展开更多

关键词 高频链 矩阵式正弦波变换器 双向开关 自然换流 解耦分时驱动

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双电压合成矩阵变换器换流策略的改进 被引量：2

7

作者 何凤有 曹言敬 +1 位作者 方永丽 张旭隆 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2009年第2期67-72,共6页

换流问题是矩阵变换器工业应用的主要障碍之一。基于双电压合成策略,分析了传统的四步换流策略由于换流时刻存在延迟,降低了换流可靠性,并且会导致输入和输出波形发生畸变。根据四步换流策略的原理,将四步换流缩短为两步换流,大大减少... 换流问题是矩阵变换器工业应用的主要障碍之一。基于双电压合成策略,分析了传统的四步换流策略由于换流时刻存在延迟,降低了换流可靠性,并且会导致输入和输出波形发生畸变。根据四步换流策略的原理,将四步换流缩短为两步换流,大大减少了换流时间。利用Matlab/Simulink软件建立了相应的仿真模型,并利用dSPACE硬件实时仿真平台进行了实验。仿真和实验结果表明,两步换流策略提高了换流可靠性,改善了输入输出波形质量,其输出电流THD值(总谐波畸变率)由4.68%降为2.67%。 展开更多

关键词 矩阵变换器 两步换流策略 四步换流策略 双电压合成 仿真 改进研究

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DSP空间矢量调制矩阵变换器的研究 被引量：5

8

作者 文辉清 吕征宇 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2005年第5期17-21,共5页

详细介绍了双向开关矩阵变换器的空间矢量调制策略。相比其它控制策略,空间矢量调制策略能实现矩阵变换器输入输出正弦波形良好、功率因数为1,并能确保感应电机良好工作。为了实现这种控制策略并把PWM波送到相应的开关,采用了数字信号... 详细介绍了双向开关矩阵变换器的空间矢量调制策略。相比其它控制策略,空间矢量调制策略能实现矩阵变换器输入输出正弦波形良好、功率因数为1,并能确保感应电机良好工作。为了实现这种控制策略并把PWM波送到相应的开关,采用了数字信号处理技术(DSP)和通用逻辑阵列技术(GAL)。仿真和实验结果验证了这种控制策略的实际可行性。 展开更多

关键词 空间矢量调制 矩阵变换器 数字信号处理 通用逻辑阵列

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矩阵变换器驱动无刷直流电动机间接调制策略 被引量：3

9

作者 姜田贵 周波 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期44-51,共8页

将矩阵变换器用于驱动无刷直流电动机,实现对无刷直流电动机的交-交直接控制。基于矩阵变换器交-直-交等效模型,提出一种新的用于驱动无刷直流电动机的矩阵变换器间接调制策略。兼顾输入输出性能,分别对整流级和逆变级应用不同的PWM调... 将矩阵变换器用于驱动无刷直流电动机,实现对无刷直流电动机的交-交直接控制。基于矩阵变换器交-直-交等效模型,提出一种新的用于驱动无刷直流电动机的矩阵变换器间接调制策略。兼顾输入输出性能,分别对整流级和逆变级应用不同的PWM调制策略。整流级应用不含零矢量调制,逆变级采用120°PWM斩控调制方式。文中对所采用的调制策略进行了理论分析与数学推导,详细讨论了两级调制策略合成过程,并将其演化得到常规九开关矩阵变换器驱动无刷直流电动机实现交-交变频调速的控制策略。原理样机实验结果表明,本文所提控制策略正确、有效。 展开更多

关键词 矩阵变换器 无刷直流电动机 间接调制 整流级 逆变级

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基于矩阵变换器供电的感应电机空间矢量控制系统仿真 被引量：1

10

作者 刘栋良 郑谢辉 张遥 《机电工程》 CAS 2013年第2期192-196,共5页

针对传统矩阵式变换器在PWM变频调速时存在的响应速度慢、功率因素低等问题,将一种基于双空间矢量调制算法的控制策略应用到矩阵变换器中。展开了电流空间矢量和电压空间矢量的分析,推演出了等效虚拟交-直-交调制策略,提出了将2个空间... 针对传统矩阵式变换器在PWM变频调速时存在的响应速度慢、功率因素低等问题,将一种基于双空间矢量调制算法的控制策略应用到矩阵变换器中。展开了电流空间矢量和电压空间矢量的分析,推演出了等效虚拟交-直-交调制策略,提出了将2个空间矢量的综合调制采用相互嵌套的方法,从而得到了5个空间矢量的占空比,实现了对各个双向开关的驱动;在三相-三相矩阵变换器的基础上,该算法实现了电机的四象限运行,减少了电流谐波的影响;最后结合Matlab软件Simulink中的S函数,建立了矩阵变换器的仿真模型,并对系统进行了仿真与实验。研究结果表明,基于矩阵变换器供电的感应电机空间矢量控制系统具有一定的有效性和正确性。 展开更多

关键词 矩阵变换器 空间矢量调制 控制策略 感应电机 仿真

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基于Saber的交流励磁发电机励磁电源仿真研究 被引量：1

11

作者 赵淑娟 贺晓蓉 +1 位作者 贺娟 肖刚 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2009年第10期89-92,共4页

根据交流励磁发电机系统对励磁变频器功率双向流动及输入和输出电流谐波的要求,提出采用矩阵式交-交变频器作为励磁电源。在Saber仿真软件平台下,分别以矩阵式交-交变频器、交-直-交、交-交变频器作为励磁电源对交流励磁发电机系统进行... 根据交流励磁发电机系统对励磁变频器功率双向流动及输入和输出电流谐波的要求,提出采用矩阵式交-交变频器作为励磁电源。在Saber仿真软件平台下,分别以矩阵式交-交变频器、交-直-交、交-交变频器作为励磁电源对交流励磁发电机系统进行研究,仿真了三种变频器供电时发电机定、转子电流和感应电势及变频器输入电流波形,并作相应的谐波分析。证实了矩阵式变频器输入功率因数高,输入电流波形正弦性好,对电网的谐波污染较小,将可能成为交流励磁发电机理想的励磁电源。所作的研究工作,为交流励磁发电机的励磁系统工程设计提供了一定的理论参考依据。 展开更多

关键词 交流励磁发电机 矩阵式交-交变频器 SABER仿真

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矩阵变换器交流励磁系统的非线性最优控制 被引量：1

12

作者 李辉 阳春华 邓文浪 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期813-818,共6页

传统的矩阵变换器交流励磁控制策略是基于PI调节器的功率解耦控制,但在电网电压出现大扰动时,系统调节时间较长,影响发电机的安全稳定运行.本文基于非线性微分几何理论,证明了双馈电机(DFIG)动态模型满足完全线性化条件,建立了线性化的... 传统的矩阵变换器交流励磁控制策略是基于PI调节器的功率解耦控制,但在电网电压出现大扰动时,系统调节时间较长,影响发电机的安全稳定运行.本文基于非线性微分几何理论,证明了双馈电机(DFIG)动态模型满足完全线性化条件,建立了线性化的动态模型,在此模型基础上采用最优控制求出相应控制率,再结合矩阵变换器的间接空间矢量调制策略,实现了矩阵变换器交流励磁系统非线性最优控制.仿真结果表明,在电网电压出现大扰动情况下,非线性最优控制方法较PI控制具有较短的调节时间. 展开更多

关键词 矩阵变换器 非线性控制 双馈型发电机 微分几何

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矩阵变换器开路故障分析及诊断方法 被引量：2

13

作者 王莉娜 朱鸿悦 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期2118-2127,共10页

矩阵变换器(MC)故障开关的可靠诊断和定位是故障隔离技术和故障后容错技术高效实现的基础。基于矩阵变换器-永磁同步电机(MC-PMSM)系统仿真平台,定性分析MC中功率开关开路故障影响区间以及MC-PMSM系统故障表现,并提出一种新颖的MC开关... 矩阵变换器(MC)故障开关的可靠诊断和定位是故障隔离技术和故障后容错技术高效实现的基础。基于矩阵变换器-永磁同步电机(MC-PMSM)系统仿真平台,定性分析MC中功率开关开路故障影响区间以及MC-PMSM系统故障表现,并提出一种新颖的MC开关开路故障诊断方法—调制误差电流法。故障诊断算法分2步实现:第1步利用电机电流与MC输出电流的绝对差值诊断故障相,缩小故障开关定位范围;第2步结合MC开关调制信号定位故障开关的具体位置。仿真结果验证所提出的故障诊断算法的实时性和可靠性,并能够在电机调速和负载突变等非稳定情况下有效避免误诊断。 展开更多

关键词 矩阵变换器 开路故障 故障分析 故障诊断

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正弦脉宽调制矩阵变换器 被引量：2

14

作者 莫志娟 《广东电力》 2006年第4期56-59,共4页

将正弦脉宽调制(SPWM)控制技术应用于矩阵变换器中,导出了矩阵变换器的SPWM策略,控制开关函数不需要复杂的数学推导和计算。利用TMS320LF2407 DSP设计了矩阵变换器控制系统,并详细分析了系统的控制方法,给出了系统的硬件框图、软件流程... 将正弦脉宽调制(SPWM)控制技术应用于矩阵变换器中,导出了矩阵变换器的SPWM策略,控制开关函数不需要复杂的数学推导和计算。利用TMS320LF2407 DSP设计了矩阵变换器控制系统,并详细分析了系统的控制方法,给出了系统的硬件框图、软件流程图。此系统满足了矩阵变换器对控制实时性的要求,性能良好,而且系统软、硬件设计简单。 展开更多

关键词 矩阵变换器 正弦脉宽调制(SPWM) 数字信号处理(DSP)

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矩阵变换器开关切换点优化预测电流控制策略 被引量：12

15

作者 阎彦 王超 史婷娜 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第20期6017-6024,共8页

传统矩阵变换器(matrix converter,MC)模型预测电流控制策略在线寻优计算量大,适当降低采样频率有助于缓解计算压力,但会造成变换器电源侧、输出侧电流谐波大的问题。对此,该文引入开关状态切换点自由度,依据最优开关状态在最佳时刻切... 传统矩阵变换器(matrix converter,MC)模型预测电流控制策略在线寻优计算量大,适当降低采样频率有助于缓解计算压力,但会造成变换器电源侧、输出侧电流谐波大的问题。对此,该文引入开关状态切换点自由度,依据最优开关状态在最佳时刻切换的思想,提出矩阵变换器开关切换点优化预测电流控制策略。实验结果表明,所提策略与传统预测电流控制策略相比,能够有效降低矩阵变换器输出侧和电源侧电流波形中的谐波,提高矩阵变换器的电能变换质量。 展开更多

关键词 矩阵变换器 模型预测电流控制 开关切换点优化

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矩阵变换器–永磁同步电机系统直接转矩控制转矩波动抑制策略 被引量：15

16

作者 刘晓楠 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期300-308,共9页

针对矩阵变换器-永磁同步电机系统传统直接转矩控制下转矩波动大的问题,推导定子磁链、电磁转矩变化量表达式,探明传统直接转矩控制转矩波动大的成因,设计新型直接转矩控制器,形成直接转矩控制转矩波动抑制策略。首先在对转矩变化率进... 针对矩阵变换器-永磁同步电机系统传统直接转矩控制下转矩波动大的问题,推导定子磁链、电磁转矩变化量表达式,探明传统直接转矩控制转矩波动大的成因,设计新型直接转矩控制器,形成直接转矩控制转矩波动抑制策略。首先在对转矩变化率进行局部线性化处理的基础上,建立转矩闭环控制系统的小信号模型。然后,依据经典控制理论,结合矩阵变换器矢量幅值随时间变化的特点,提出转矩控制器和三角波波形参数设计的方法。实验结果表明,所提策略具有良好的动态性能和转矩波动抑制效果。 展开更多

关键词 矩阵变换器 永磁同步电机 直接转矩控制 转矩波动抑制

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基于矩阵变换器的统一潮流控制器研究

17

作者 胡庆元 牛鸣德 胡德华 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期938-940,共3页

由于矩阵变换器的优越电气性能,将其应用于统一潮流控制器中,相对传统的统一潮流控制器,减小了体积和成本,具有良好的输入输出电气特性。通过对国内外相关文献报道,从三个方面简介了有关基于矩阵变换器的统一潮流控制器的研究:矩阵变换... 由于矩阵变换器的优越电气性能,将其应用于统一潮流控制器中,相对传统的统一潮流控制器,减小了体积和成本,具有良好的输入输出电气特性。通过对国内外相关文献报道,从三个方面简介了有关基于矩阵变换器的统一潮流控制器的研究:矩阵变换器;统一潮流控制器模型及其控制;基于矩阵变换器的统一潮流控制器应用研究。 展开更多

关键词 矩阵变换器 统一潮流控制器 直接功率控制 模型

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