An Improved Central 60 degrees Synchronous Modulation for High Transient Performance with PMSM Stator Flux Control Used in Urban Rail Transit Systems

Fang Xiaochun; Lin Fei; Yang Zhongping

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An Improved Central 60 degrees Synchronous Modulation for High Transient Performance with PMSM Stator Flux Control Used in Urban Rail Transit Systems

机译：具有城市轨道传输系统中使用的PMSM定子通量控制的高瞬态性能的改进的中央60度同步调制

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Central 60 degrees synchronous modulation is an easy pulse-width modulation (PWM) method to implement for the traction inverters of urban rail trains at a very low switching frequency. Unfortunately, its switching patterns are determined by a Fourier analysis of assumed steady-state voltages. As a result, its transient responses are not very good with over-currents and high instantaneous torque pulses. In the proposed solution, the switching patterns of the conventional central 60 degrees modulation are modified according to the dynamic error between the target and actual stator flux. Then, the specific trajectory of the stator flux and current vector can be guaranteed, which leads to better system transients. In addition, stator flux control is introduced to get smooth mode switching between the central 60 degrees modulation and the other PWMs in this paper. A detailed flow chart of the control signal transmission is given. The target flux is obtained by an integral of the target voltage. The actual PMSM flux is estimated by a minimum order flux state observer based on the extended flux model. Based on a two-level inverter model, improved rules in the alpha-beta stationary coordinate system and equations of the switching patterns amendment are proposed. The proposed method is verified by simulation and experimental results.

机译：中央60度同步调制是一种易于脉冲宽度调制（PWM）方法，用于以非常低的开关频率实现城市轨道列车的牵引反相器。遗憾的是，其开关模式由假定的稳态电压的傅里叶分析确定。结果，其瞬态响应并不是很好的过电流和高瞬时扭矩脉冲。在所提出的解决方案中，根据目标和实际定子通量之间的动态误差来修改传统中心60度调制的切换图案。然后，可以保证定子通量和电流矢量的特定轨迹，这导致更好的系统瞬变。另外，引入定子磁通控制以在本文中的中央60度调制和其他PWM之间进行平滑模式切换。给出了控制信号传输的详细流程图。目标通量通过目标电压的积分而获得。实际的PMSM磁通量由基于扩展通量模型的最小订单磁通状态观测器估算。基于两级逆变器模型，提出了α-beta固定坐标系中的改进规则和切换模式修正的方程。通过模拟和实验结果验证所提出的方法。

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来源
《SIAM journal on applied dynamical systems》 |2017年第2期|共11页
作者
Fang Xiaochun; Lin Fei; Yang Zhongping;
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作者单位

Beijing Jiaotong Univ Sch Elect Engn Beijing Peoples R China;

Beijing Jiaotong Univ Sch Elect Engn Beijing Peoples R China;

Beijing Jiaotong Univ Sch Elect Engn Beijing Peoples R China;

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收录信息
原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类动力系统理论;
关键词
Central 60 degrees synchronous modulation; Modulation modes switch; PMSM; Stator flux control; Transient response;

机译：中央60度同步调制;调制模式开关;PMSM;定子通量控制;瞬态响应;

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