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基于新型ADRC控制器和MC变换器的电机DTC控制系统研究程启明;黄伟;程尹曼;郭凯;徐聪;邓亮【摘要】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.%Because the traditional PID controller parameters robustness and immunity has some defect, di-rect torque control ( DTC) method for induction motor ( IM) based on active disturbance rejection control ( ADRC) of simplified parameter were proposed. The ADRC speed controller were designed with the giv-en speed and actual speed as the input signal and the given electromagnetic torque as the output signal. In addition, matrix converter ( MC) voltage transmission is relatively low in the traditional DTC system, it is difficult to meet the voltage requirements for the motor, so it affects the output characteristics of the mo-tor directly.A novel matrix converter combined the advantages of three-phase boost chopper and matrix converter were proposed and the model analysis prove the rationality of the topology. The simulation re-sults effectivelyprove that the torque and speed of the motor respond quickly, the torque ripple are re-duced greatly, and the system has good dynamic and static performance.【期刊名称】《电机与控制学报》【年(卷),期】2015(019)008【总页数】9页(P53-61)【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【作者】程启明;黄伟;程尹曼;郭凯;徐聪;邓亮【作者单位】上海电力学院自动化工程学院,上海200090;上海电力学院自动化工程学院,上海200090;上海电力公司市北供电分公司,上海200041;上海电力学院自动化工程学院,上海200090;上海电力学院自动化工程学院,上海200090;上海电力学院自动化工程学院,上海200090【正文语种】中文【中图分类】TM762;TM343直接转矩控制(Direct Torque Control,DTC)克服了以传统磁场定向的矢量控制(Vector Control,VC)中对参数敏感的缺陷,不需要将感应电机(induction motor,IM)输出转矩转换成等效的电流参考值,也不需要复杂的控制器［1-2］。
基于DSP的矩阵式三相／单相电源研究目前矩阵式变频器因采纳具有输入功率因数可调，输出频率延续，功率双向流淌且无直流母线的矩阵式变换器(MC)而倍受关注。
虽然三相用电设备广泛应用于生产领域，但是在一些行业(如感应加热和感应熔炼)仍需要单相电源，而在这些行业用电对电网产生严峻污染，假如将矩阵式变换器(MC)应用在这些行业中将对新一代“绿色”电源产生深远的影响。
在此综合考虑因不同的控制策略，低频段和高频段对系统的资源占用率不同，故采纳不同的控制策略，CPU采纳和联合控制，实现了具有平安换流和相应的庇护功能的三相-单相调功电源，该电源就很好地应用在相应的场合，充分发挥矩阵式电源的优良特性。
1 主结构和换流策略1．1 主电路结构系统电路采纳的是三相-单相变换电路的其中一种较为容易的拓扑结构(带中线)1所示。
将S1+和S1-均导通的状态称为S1状态。
为了尽可能多地滤除输入中的由开关动作产生的高频谐波中高频谐波成分，削减对电网侧的高频污染，并提高输入功率因数，因此引入，阻尼Rd有利于在转折频率点后高频电流的衰减，并入有利于减小开关器件间的耦合。
电路采纳反向并联构成双向开关，通过控制各个开关状态的时光，实现目标。
1．2 换流策略由主电路的基本特征和应用在感应加热行业就打算了矩阵式变换器在工作过程中必需遵循两个原则：矩阵式变换器的三相输入中的随意两相之间不能短路，避开用法电压源短路造成过流。
矩阵式变换器的输出不能断路，避开感性负载骤然断路而产生的过电压。
由此可见在换流的过程中必需挑选牢靠的换流策略，为了解决这一问题采纳传统的基于电流检测的四步换流策略较为合适。
该办法必需加以电流检测元件(电流互感器、霍尔等)，为了保证IGBT的牢靠开通与关断，将控制第1页共4页。
三相单相矩阵变换器在现代电力系统中，电能的传输和分配是至关重要的。
为了满足不同的需求，电力系统中使用了各种类型的变压器来实现电能的转换和传输。
其中，三相、单相和矩阵变换器是常用的类型之一。
三相变换器是一种用于将三相电能转换为单相电能或反之的设备。
它由三个相互连接的线圈组成，每个线圈都与电源相连。
当三相电源输入到变压器时，它会将三相电能转化为单相电能，并输出到负载中。
三相变压器通常用于工业和商业领域，因为它们能够提供大量的功率，并且可以满足大型设备的需求。
相比之下，单相变压器是一种用于将单相电能转换为三相电能或反之的设备。
它由一个主要线圈和若干个次级线圈组成。
当单相电源输入到变压器时，它会将单相电能转化为三相电能，并输出到负载中。
单相变压器通常用于家庭和小型商业领域，因为它们能够提供适量的功率，并且可以满足一般家用电器的需求。
另一种常见的变压器类型是矩阵变换器。
矩阵变换器是一种使用多个可控开关来实现电能转换的设备。
它由多个矩阵模块组成，每个模块都包含若干个开关和线圈。
当电源输入到矩阵变换器时，开关会根据控制信号的变化，将电能转换为所需的相位和电压形式，并输出到负载中。
矩阵变换器通常用于高精度电力转换和电力质量控制领域，因为它们能够提供高度可控的电能转换，并且可以满足特定的电力要求。
无论是三相变换器、单相变换器还是矩阵变换器，它们都在电力系统中扮演着重要的角色。
它们能够实现电能的转换和传输，满足不同负载的需求。
同时，它们还能够提供高效、稳定的电力供应，确保电力系统的正常运行。
三相、单相和矩阵变换器是电力系统中常用的变压器类型。
它们能够实现电能的转换和传输，满足不同负载的需求。
无论是在工业、商业还是家庭领域，它们都发挥着重要的作用。
通过合理选择和使用变压器，我们可以确保电力系统的稳定运行，为人们的生活和工作提供可靠的电力供应。
变速恒频风力发电系统中矩阵变换器的仿真研究作者：刘晓宇,张润和,武海涛来源：《现代电子技术》2009年第19期摘要:双级矩阵变换器是在传统9开关矩阵变换器的基础上发展起来的一种新型矩阵式变换器,其自身的优点更适宜作为变速恒频风力发电系统中双馈电机的励磁装置。
分析了双级矩阵变换器的拓朴结构和基本原理,根据其特点采用PWM控制与空间矢量调制法相结合并应用零电流换流法进行控制,并基于Matlab/Simulink对双级矩阵变换器进行了建模与仿真。
仿真结果验证了控制方案的可行性和正确性。
关键词:风力发电系统;双级矩阵变换器;零电流换流;PWM 控制;空间矢量调制;建模与仿真中图分类号:TP23文献标识码:A文章编号:1004-373X(2009)19-176-05Simulation Research on Matrix Converter in Variable Speed Constant Frequency Wind Power Generation SystemLIU Xiaoyu,ZHANG Runhe,WU Haitao(College of Information Engineering,Inner Mongolia University ofTechnology,Hohhot,010062,China)Abstract:Two-Stage Matrix Converter (TSMC) is a kind of new matrix converter developed on the basis of the conventional nine-switch matrix converter,by virtue of its advantages,more suitable for serving as the exciter of variable speed constant frequency doubly-fed wind power generation system.The topology structure and principle of TSMC are analysed,and taking accordingly the PWM space vector modulation and zero current commutation to research its features.A simulation mo-del based on Matlab/Simulink is built for the TSMC,and the simulation confirmed the feasibility and validity of control scheme.Keywords:wind power generation system;TSMC;zero current commutation;PWM control;space vector modulation;modeling and simulation0 引言能源危机和环境危机使人们越来越意识到开发可再生能源的重要性,必须采取可持续化发展战略,利用科技手段开发可再生能源[1-4]。
矩阵式变换器技术及其应用矩阵式变换器技术及其应用1. 什么是矩阵式变换器技术矩阵式变换器技术是一种利用矩阵来实现信号变换的技术。
它通过将输入信号与矩阵相乘，从而得到变换后的输出信号。
这种技术可以广泛应用于信号处理、图像处理、音频处理等领域。
2. 矩阵式变换器技术的基本原理矩阵式变换器技术的基本原理是将输入信号表示为一个向量，将变换矩阵表示为一个矩阵，通过矩阵乘法将输入信号与变换矩阵相乘，从而得到变换后的输出信号向量。
3. 矩阵式变换器技术的应用图像处理•灰度变换：通过将图像表示为一个矩阵，将灰度变换矩阵应用到图像矩阵上，可以实现图像的灰度变换，如亮度调整、对比度增强等。
•图像旋转和缩放：通过将图像表示为一个矩阵，将旋转或缩放矩阵应用到图像矩阵上，可以实现图像的旋转和缩放操作，如图像旋转、图像放大缩小等。
•图像滤波：通过将图像表示为一个矩阵，将滤波器矩阵应用到图像矩阵上，可以实现图像的滤波操作，如均值滤波、高斯滤波等。
音频处理•音频均衡器：通过将音频表示为一个矩阵，将均衡器矩阵应用到音频矩阵上，可以实现音频的均衡调节，如低音调节、高音调节等。
•声源定位：通过将声音采样数据表示为一个矩阵，将声源定位矩阵应用到声音矩阵上，可以实现声源的定位，如左右声道平衡、前后声音调节等。
信号处理•时频分析：通过将信号表示为一个矩阵，将时频变换矩阵应用到信号矩阵上，可以实现信号的时频分析，如傅里叶变换、小波变换等。
•降噪处理：通过将信号表示为一个矩阵，将降噪矩阵应用到信号矩阵上，可以实现信号的降噪处理，如中值滤波、小波降噪等。
4. 总结矩阵式变换器技术是一种利用矩阵来实现信号变换的技术。
它可以广泛应用于图像处理、音频处理和信号处理等领域，用于实现灰度变换、图像旋转和缩放、图像滤波、音频均衡器、声源定位、时频分析、降噪处理等功能。
通过将输入信号与变换矩阵相乘，可以得到变换后的输出信号，从而实现对原始信号的变换和处理。
5. 矩阵式变换器技术在图像处理中的应用灰度变换灰度变换是图像处理中常用的一种技术，可以通过改变图像的亮度和对比度来增强图像的质量。
