开绕组电励磁同步电动机接口并网变流器两阶段无功支撑控制建模与分析

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作者 马志豪 孙丹 +3 位作者 刘纯 年珩 汪海蛟 张明远 《电力自动化设备》 2025年第9期110-118,共9页

随着新能源渗透率的不断提升,常规发电机组不断被新能源机组取代,电力系统动态无功支撑能力严重不足,电压稳定问题愈发凸显。基于开绕组电励磁同步电动机(OW-WFSM)接口的电压源型变流器(VSC)并网系统,提出包含VSC支撑控制与OW-WFSM调相... 随着新能源渗透率的不断提升,常规发电机组不断被新能源机组取代,电力系统动态无功支撑能力严重不足,电压稳定问题愈发凸显。基于开绕组电励磁同步电动机(OW-WFSM)接口的电压源型变流器(VSC)并网系统,提出包含VSC支撑控制与OW-WFSM调相控制的两阶段无功支撑控制策略,以实现VSC容量裕度和OW-WFSM强过载特性的结合。针对VSC支撑控制,采用电源叠加定理将暂态特性建模分解为4个独立状态,进而厘清控制参数对无功支撑效果的影响规律,实现多类型电源系统模型的有效求解。针对OW-WFSM调相控制,建立计及短路电流响应和励磁电流响应的暂态响应模型,为OW-WFSM参数设计提供指导。仿真结果表明,所提策略能够在实现VSC保护的同时,有效提升系统无功支撑能力。 展开更多

关键词 开绕组电励磁同步电动机 电压源型变流器 新能源并网 无功支撑 调相运行

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开关磁阻电动机两相同步励磁与定子绕组模式研究

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作者 刘成尧 潘再平 《工矿自动化》 北大核心 2016年第4期66-69,共4页

以4/6极三相开关磁阻电动机和6/8极四相开关磁阻电动机为研究对象,分析了三相、四相开关磁阻电动机的绕组布置结构和相间连接方式对两相同步励磁下的磁场以及转矩脉动和平均转矩的影响,给出了8种典型组合模式下两相同步励磁工作的电动... 以4/6极三相开关磁阻电动机和6/8极四相开关磁阻电动机为研究对象,分析了三相、四相开关磁阻电动机的绕组布置结构和相间连接方式对两相同步励磁下的磁场以及转矩脉动和平均转矩的影响,给出了8种典型组合模式下两相同步励磁工作的电动机转矩特性,指出三相反向绕组、各相独立连接模式,三相正向绕组、相间星形连接模式,四相反向绕组、各相独立连接模式和四相反向绕组、相间星形连接模式下的两相同步励磁能够降低转矩脉动和提高平均转矩。 展开更多

关键词 开关磁阻电动机 两相同步励磁 定子绕组 平均转矩 转矩脉动

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开绕组同步电机接口并网变流器功率控制及暂态支撑

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作者 马志豪 孙丹 +1 位作者 刘纯 毕家瑞 《高电压技术》 北大核心 2025年第4期1609-1618,共10页

随着高比例新能源电力系统的发展,系统等效转动惯量大幅下降,电网发生故障时,系统频率稳定问题愈发凸显。针对该问题,提出了一种以开绕组电励磁同步电动机(open-winding wound field synchronous motor,OW-WFSM)为接口的并网变流器供电... 随着高比例新能源电力系统的发展,系统等效转动惯量大幅下降,电网发生故障时,系统频率稳定问题愈发凸显。针对该问题,提出了一种以开绕组电励磁同步电动机(open-winding wound field synchronous motor,OW-WFSM)为接口的并网变流器供电系统。在建立OW-WFSM数学模型的基础上,分析了系统功率、电压电流矢量关系,由此设计了基于相位差闭环控制的变流器矢量控制策略以及OW-WFSM励磁系统无功-电压协调控制策略,实现了变流器与OW-WFSM的功率解耦控制与稳定传输,并利用Lyapunov稳定性定理对控制原理进行了分析验证。通过对系统暂态频率支撑能力的分析,证明了所提拓扑中OW-WFSM仍具备惯量响应能力。同时,采用电机转子位置定向的变流器能够自然增发有功,实现了电网惯性和有功支撑能力的进一步提升。仿真结果验证了所提控制策略的有效性。 展开更多

关键词 开绕组同步电动机 新能源 并网接口 惯量响应 暂态频率支撑

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电励磁同步电动机模型预测控制 被引量：9

4

作者 符晓 戴鹏 +1 位作者 伍小杰 刘向超 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期815-817,863,共4页

为了实现电励磁同步电动机的高性能调速,提出一种基于模型预测的电流控制方法.在采样频率较高的数字控制背景下,将电机数学模型中的微分项近似为差分方程的形式;根据三电平逆变器的开关特点,预测下一个采样周期中所有的27个开关组合所... 为了实现电励磁同步电动机的高性能调速,提出一种基于模型预测的电流控制方法.在采样频率较高的数字控制背景下,将电机数学模型中的微分项近似为差分方程的形式;根据三电平逆变器的开关特点,预测下一个采样周期中所有的27个开关组合所对应的电流;下一周期的电流给定根据当前周期的给定值使用二阶外推法得到.将预测得到的电流反馈与给定的误差作为目标函数,依据滚动优化原则,输出使所期望的目标函数取得最小值的开关状态来控制逆变器的动作.使用Matlab软件,对三电平逆变器驱动电励磁同步电动机情况下的模型预测控制方法进行仿真研究,仿真结果验证了所采用控制方法的有效性. 展开更多

关键词 电励磁同步电动机 模型预测控制 三电平 滚动优化

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一种新颖的电励磁同步电动机解耦调节器 被引量：3

5

作者 袁庆庆 符晓 +1 位作者 伍小杰 戴鹏 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第S1期292-296,共5页

传统PI调节器是在同步坐标系下对定子电流的磁化分量im和转矩分量it进行控制。但在多输入、多输出,特别是变量间存在耦合时调节效果并不理想,加入前馈解耦环节后能改善性能,但动态解耦效果并不明显。针对传统PI调节器、前馈补偿PI调节... 传统PI调节器是在同步坐标系下对定子电流的磁化分量im和转矩分量it进行控制。但在多输入、多输出,特别是变量间存在耦合时调节效果并不理想,加入前馈解耦环节后能改善性能,但动态解耦效果并不明显。针对传统PI调节器、前馈补偿PI调节器在电励磁同步电动机电流内环调节中存在的不足,对电流内环进行复矢量建模与分析,结合零极点图分析,研究了一种新颖的电流调节器。仿真结果表明,该电流调节器能明显改善电励磁同步电动机MT轴电流间的动态耦合,具有一定的抗干扰性和鲁棒性。 展开更多

关键词 新颖的电流调节器 复矢量分析 电励磁同步电动机 耦合

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电励磁直线同步电动机磁悬浮系统H_(∞)鲁棒控制的研究 被引量：2

6

作者 蓝益鹏 张明慧 《制造技术与机床》 北大核心 2022年第1期71-76,共6页

为解决电励磁直线同步电动机磁悬浮系统状态变量之间的非线性和不确定性扰动问题,提出一种磁悬浮系统H_(∞)鲁棒控制方法。由电励磁直线同步电动机磁悬浮系统的运行机理,建立电励磁直线同步电动机悬浮系统的悬浮力方程和运动方程,推导... 为解决电励磁直线同步电动机磁悬浮系统状态变量之间的非线性和不确定性扰动问题,提出一种磁悬浮系统H_(∞)鲁棒控制方法。由电励磁直线同步电动机磁悬浮系统的运行机理,建立电励磁直线同步电动机悬浮系统的悬浮力方程和运动方程,推导悬浮系统的状态空间模型,针对状态空间模型的非线性,在平衡工作点处对其进行线性化,将系统对扰动的抑制问题归结为H_(∞)鲁棒控制器的设计,通过解Riccati不等式的正定解,得到悬浮系统的H_(∞)鲁棒控制器。最后,采用MATLAB/Simulink软件进行仿真研究,通过与PI控制比较,结果证明H_(∞)鲁棒控制方法可使电励磁直线同步电动机具有良好的抑制扰动的能力。 展开更多

关键词 电励磁直线同步电动机 磁悬浮系统 平衡点线性化 H_(∞)鲁棒控制 RICCATI不等式

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基于神经网络的电励磁同步电动机直接转矩控制系统的研究

7

作者 黄见 黄友锐 《煤炭工程》 北大核心 2008年第8期85-87,共3页

文章对矿用大功率电励磁同步电动机直接转矩控制系统进行了研究,为提高系统的启动性能,将BP神经网络应用在定子磁链的观测器上。给出了基于神经网络的电励磁同步电动机直接转矩控制系统的仿真模型,并进行了系统仿真。仿真结果表明,系统... 文章对矿用大功率电励磁同步电动机直接转矩控制系统进行了研究,为提高系统的启动性能,将BP神经网络应用在定子磁链的观测器上。给出了基于神经网络的电励磁同步电动机直接转矩控制系统的仿真模型,并进行了系统仿真。仿真结果表明,系统能够顺利地快速启动,并获得良好的性能。 展开更多

关键词 神经网络 电励磁同步电动机 直接转矩控制

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双PWM变流器电励磁同步电动机矿井提升系统

8

作者 马鸿文 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2014年第6期823-828,共6页

根据矿井提升机电传动系统的特点,研究了基于双PWM变流器电励磁同步电动机矢量控制调速方案,分析了基于VOC的PWM整流器和基于气隙磁场定向矢量控制电励磁同步电动机调速的工作机理。基于Matlab平台对147kW电机提升下放一个工作循环系统... 根据矿井提升机电传动系统的特点,研究了基于双PWM变流器电励磁同步电动机矢量控制调速方案,分析了基于VOC的PWM整流器和基于气隙磁场定向矢量控制电励磁同步电动机调速的工作机理。基于Matlab平台对147kW电机提升下放一个工作循环系统作了详细仿真。仿真试验结果表明此方案能够满足提升机四象限调速运行,具有能量双向流动,保持网侧高功率因数的优点。 展开更多

关键词 矿井提升机 PWM整流器 电励磁同步电动机 矢量控制 节能

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基于转子高频脉动电流注入的同步电动机无位置传感器型直接转矩控制 被引量：35

9

作者 周扬忠 龙世鹏 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期223-230,共8页

为了实现直接转矩控制电励磁同步电机(electrically excited synchronous motor,ESM)驱动系统零转速及极低转速时无位置传感器运行,提出一种新型转子位置角观测器。首先在转子回路注入高频脉动电流;其次,为了仅在d轴方向产生定子高频脉... 为了实现直接转矩控制电励磁同步电机(electrically excited synchronous motor,ESM)驱动系统零转速及极低转速时无位置传感器运行,提出一种新型转子位置角观测器。首先在转子回路注入高频脉动电流;其次,为了仅在d轴方向产生定子高频脉动电流,利用电磁转矩闭环在电磁转矩中注入同频率的高频脉动分量;最后借助于锁相环原理观测出转子位置角。利用磁链的电流模型和观测位置角,计算出定子磁链及电磁转矩,并构建无位置传感器直接转矩控制系统。实验结果表明所提无位置传感器驱动系统任何负载时均可以稳定运行于零转速及极低转速。 展开更多

关键词 电励磁同步电动机 直接转矩控制 无位置传感器 转子高频脉动电流

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凸极同步电动机的牵入同步 被引量：5

10

作者 汤晓燕 郭芳 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期272-276,306,共6页

利用状态方程,研究了凸极同步电动机起动和牵入同步时的动态过程。针对1台1000 kW的电动机,经过大量计算,得到了在75％额定负载和额定负载两种情况下,在16个不同的初始功角下投入额定励磁时,同步电动机牵入同步的动态过程;确定出牵入同... 利用状态方程,研究了凸极同步电动机起动和牵入同步时的动态过程。针对1台1000 kW的电动机,经过大量计算,得到了在75％额定负载和额定负载两种情况下,在16个不同的初始功角下投入额定励磁时,同步电动机牵入同步的动态过程;确定出牵入同步时较好和较差初始功角的范围,和在不同初始功角下能够牵入同步的最大负载值。所得结论对生产实践具有指导意义。 展开更多

关键词 凸极同步电动机 牵入同步 状态方程 励磁绕组 阻尼绕组

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微机控制交—交变频同步电动机调速系统的研究

11

作者 孙宏伟 永书麟 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 1991年第S1期89-90,共2页

同步电动机的转子和定子旋转磁场无相对运动,同步机的运动速度也就等于定子磁场空间旋转的速度。变频器是和同步机定子三相绕组直接相联的强电回路,变频器产生一个在频率可调的三相互差120°的电流波。每当变频器变化一个周期,同步... 同步电动机的转子和定子旋转磁场无相对运动,同步机的运动速度也就等于定子磁场空间旋转的速度。变频器是和同步机定子三相绕组直接相联的强电回路,变频器产生一个在频率可调的三相互差120°的电流波。每当变频器变化一个周期,同步电动机的定子磁场就转动了2π个电角度,转子也就随之转动了2π个电角度。改变变频器输出电流的频率,定子磁场的旋转速度就会发生变化。当然,转子的转速也就会随之变化,进而达到变频调速的目的。 展开更多

关键词 变频同步电动机 定子磁场 同步机 微机控制 调速系统 电角度 三相绕组 矢量控制系统 转速控制 变频调速

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电动发电一体化电励磁直线同步电机性能分析 被引量：5

12

作者 王艾萌 刘长红 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2004年第4期20-23,共4页

介绍交通车辆用电动机、发电机一体化的电励磁直线同步电机的结构特点及工作原理;详细分析和探讨了直线发电机的谐波发电原理,并给出了计算模型;对直线电动机的推动力和悬浮力也做了具体分析和计算。

关键词 电励磁直线同步电机 性能分析 谐波发电原理 电动发电一体化 定子绕组 励磁绕组

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同步电动机硅整流励磁装置

13

作者 李文成 孙久皋 施鹏志 《煤炭科学技术》 CAS 1975年第3期47-,共1页

<正> 我矿40米~3压风机的TZK140-20/18型同步电动机(250瓩),其励磁电源原由同步电动机同轴驱动的ZLW32.7/20.5型直流发电机(9.5瓩)供给。采用手动投励磁。这种方法存在投励磁不及时,发电机维修工作量大等缺点。

关键词 励磁装置 硅整流 励磁电源 压风机 牵入同步 电动机转子 励磁绕组 起动性能 维修工作量 电动机负载

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电动机灭磁电阻的作用

14

《农村电工》 2016年第11期49-49,共1页

编辑同志：请问电动机灭磁电阻有什么作用？（陕西省商洛市陈阳）陈阳同志：灭磁电阻有如下两个作用：（1）同步电动机启动过程中，由于转子未达到同步转速，定子旋转磁场会在转子磁极绕组中产生感应电压．这个电压很高，而转子绕组的... 编辑同志：请问电动机灭磁电阻有什么作用？（陕西省商洛市陈阳）陈阳同志：灭磁电阻有如下两个作用：（1）同步电动机启动过程中，由于转子未达到同步转速，定子旋转磁场会在转子磁极绕组中产生感应电压．这个电压很高，而转子绕组的绝缘并不是按高压来设计制造的，所以如果不采取措施，会损坏转子绝缘。启动时投入励磁电压前，将励磁绕组用灭磁电阻器短接可以降低励磁绕组上的电压。灭磁电阻器的阻值为励磁绕组阻值的7-10倍，当转速达到亚同步转速后，将灭磁电阻器切除并投入励磁。 展开更多

关键词 同步电动机 灭磁电阻 同步转速 感应电压 转子绕组 励磁绕组 转子绝缘 励磁电压

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低转矩磁链脉动型电励磁同步电机直接转矩驱动系统的研究 被引量：17

15

作者 周扬忠 胡育文 黄文新 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第7期152-157,共6页

电励磁同步电动机定子电感通常较小,转子阻尼绕组的存在使得电机暂态电感更小。若采用转矩及磁链滞环型直接转矩控制(基本DTC)策略电机电磁转矩及定子磁链脉动较大。针对电励磁同步电动机引入一种空间矢量调制型直接转矩控制(SVM-DTC)... 电励磁同步电动机定子电感通常较小,转子阻尼绕组的存在使得电机暂态电感更小。若采用转矩及磁链滞环型直接转矩控制(基本DTC)策略电机电磁转矩及定子磁链脉动较大。针对电励磁同步电动机引入一种空间矢量调制型直接转矩控制(SVM-DTC)策略。它基于电励磁同步电动机中转矩角控制电磁转矩原理,利用空间电压矢量合成出最佳电压矢量实时补偿定子磁链矢量误差,以达到减小电动机在运行中电磁转矩及定子磁链脉动量之目的,同时又能基本维持开关频率恒定。仿真和实验结果证明,与基本DTC相比较,SVM-DTC电磁转矩和定子磁链脉动大幅度降低;电机起动电流峰值大大减小,稳态电流畸变较小;同时系统能够平稳地由恒转矩区过渡到弱磁区运行。 展开更多

关键词 同步电机 电励磁同步电动机 直接转矩控制 空间矢量调制 弱磁

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基于功角闭环控制的电励磁同步电机矢量控制研究

16

作者 高源 谢慕君 《东北师大学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期89-94,共6页

在分析气隙磁链定向控制的电励磁同步电机矢量控制原理的基础上,提出了一种基于功角闭环控制的矢量控制策略.阐述了功角闭环控制策略的原理,包含功角闭环控制策略给同步电机矢量控制带来的影响以及功角观测模型的构建,并在稳态运行与负... 在分析气隙磁链定向控制的电励磁同步电机矢量控制原理的基础上,提出了一种基于功角闭环控制的矢量控制策略.阐述了功角闭环控制策略的原理,包含功角闭环控制策略给同步电机矢量控制带来的影响以及功角观测模型的构建,并在稳态运行与负载突变2种条件下对控制系统进行了仿真实验.实验结果表明:基于功角闭环控制的矢量控制策略响应速度快、调节时间短.以此控制策略实现的电励磁同步电机按气隙磁链定向的矢量控制具有良好的静、动态运行特性. 展开更多

关键词 电励磁同步电动机 气隙磁链定向 功角 凸极效应

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基于开绕组电励磁同步电机接口的新能源并网系统下垂控制策略

17

作者 毕家瑞 刘纯 +3 位作者 孙丹 张明远 汪海蛟 赵牧驰 《电力系统自动化》 2025年第17期176-185,共10页

随着风电、光伏等新能源变流器接口电源的大规模接入,电网的等效惯量水平降低,稳定性问题愈发严重。为提高弱电网下系统的主动支撑能力,针对基于开绕组电励磁同步电机(OWWFSM)接口的并网系统拓扑结构,分析了变流器、电机和电网三者矢量... 随着风电、光伏等新能源变流器接口电源的大规模接入,电网的等效惯量水平降低,稳定性问题愈发严重。为提高弱电网下系统的主动支撑能力,针对基于开绕组电励磁同步电机(OWWFSM)接口的并网系统拓扑结构,分析了变流器、电机和电网三者矢量关系。根据所构建的系统电压矢量三角形,将OW-WFSM和变流器作为一个整体,提出了一种基于OW-WFSM接口的新能源并网系统新型下垂控制策略。所提策略根据功率因数角与变流器相位和幅值的矢量关系、视在功率与OW-WFSM内电势的矢量关系分别进行下垂控制,并在控制环中附加功率运行区间扩展环节,以实现新能源并网系统功率全范围稳定运行。仿真和实验结果验证了所提控制策略的有效性。 展开更多

关键词 新能源 主动支撑 开绕组电励磁同步电机 电压矢量三角形 下垂控制 变流器 惯量

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考虑阻尼绕组的五相PMSM数学模型及等效电路 被引量：7

18

作者 向东 于飞 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期644-649,共6页

对带阻尼绕组的五相永磁同步电动机(PMSM)的数学模型进行了分析,得到了该电机在abc坐标系下的数学模型,并通过全维空间解耦变换矩阵和旋转变换矩阵分别建立了α-β坐标系和d-q坐标系下的数学模型,该模型具有不同空间变量解耦的性质,在... 对带阻尼绕组的五相永磁同步电动机(PMSM)的数学模型进行了分析,得到了该电机在abc坐标系下的数学模型,并通过全维空间解耦变换矩阵和旋转变换矩阵分别建立了α-β坐标系和d-q坐标系下的数学模型,该模型具有不同空间变量解耦的性质,在此基础上,通过标幺值方法得到了规范化d-q模型,并给出了相应的等值电路。建立的数学模型和等值电路可用于带阻尼绕组的多相永磁同步电动机的分析和控制,并可拓展应用于任意相的多相永磁同步电机中。 展开更多

关键词 同步电机 永磁同步电动机 阻尼绕组 数学模型 等值电路

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大功率煤电装备双绕组WFSMs系统容错运行方法

19

作者 牛兵 张昊 +1 位作者 郭榕明 伍小杰 《工矿自动化》 北大核心 2016年第10期16-21,共6页

为了保证大功率矿山装备故障状态下的安全、可靠运行,提出一种大功率煤电装备双绕组电励磁同步电动机系统容错运行方法。首先,建立两相旋转坐标系下的双绕组WFSMs数学模型,选取气隙磁链为矢量控制主磁场,建立自切换电压、电流模型的混... 为了保证大功率矿山装备故障状态下的安全、可靠运行,提出一种大功率煤电装备双绕组电励磁同步电动机系统容错运行方法。首先,建立两相旋转坐标系下的双绕组WFSMs数学模型,选取气隙磁链为矢量控制主磁场,建立自切换电压、电流模型的混合气隙磁链观测器;在此基础上,基于主、从并联驱动机制完成双WFSMs矢量控制系统设计,并指出故障状态下WFSMs系统模型之间的变化关系,进而引入主动电流修正机制实现双绕组WFSMs容错运行。最后,2.5 MW双绕组WFSMs矿井提升机工业现场测试结果表明,所提方法在保证WFSMs驱动系统动、稳态性能的同时,可实现系统在故障状态下的容错运行。 展开更多

关键词 矿山装备 双绕组 电励磁同步电动机 容错运行

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低定子频率下消除电流测量误差的磁链观测器 被引量：4

20

作者 周二磊 符晓 +1 位作者 伍小杰 戴鹏 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期67-72,共6页

随着控制性能要求的提高,电流测量误差对电励磁同步电动机控制性能的影响愈加显著。从电流测量路径看,产生误差不可避免,直流偏移和比例不平衡误差会造成转速周期性地波动。本文采用一种简单的谐振式观测器对低定子频率下存在的电流测... 随着控制性能要求的提高,电流测量误差对电励磁同步电动机控制性能的影响愈加显著。从电流测量路径看,产生误差不可避免,直流偏移和比例不平衡误差会造成转速周期性地波动。本文采用一种简单的谐振式观测器对低定子频率下存在的电流测量误差进行补偿,并且为了消除残余误差,纯积分磁链观测器采用了残余误差补偿器以精确观测磁链。最后,基于Matlab/Simulink对电流两相传感器的电励磁同步电动机调速系统进行仿真,仿真结果证明了该方案的有效性。 展开更多

关键词 电流测量误差 谐振式观测器 纯积分磁链观测器 电励磁同步电动机

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