感應(yīng)電機(jī)三相四開關(guān)控制技術(shù)研究.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)和電機(jī)控制理論的不斷發(fā)展，交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)或伺服系統(tǒng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在交流傳動(dòng)控制系統(tǒng)中，感應(yīng)電機(jī)的諸多優(yōu)點(diǎn)使其成為高精度調(diào)速或伺服系統(tǒng)最常用的電機(jī)之一，針對(duì)感應(yīng)電機(jī)控制系統(tǒng)的研究也成為近年來的研究熱點(diǎn)?；诔Ｒ?guī)三相六開關(guān)逆變器的交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)非常成熟，然而某些應(yīng)用場(chǎng)合，人們希望進(jìn)一步節(jié)約成本，并且希望驅(qū)動(dòng)器具有容錯(cuò)運(yùn)行的能力，因此基于三相四開關(guān)逆變器的電機(jī)運(yùn)行方式應(yīng)運(yùn)而生。本文對(duì)四開關(guān)運(yùn)行方式進(jìn)行理論分析

2、，對(duì)其控制性能性能研究，并提出將模型預(yù)測(cè)直接轉(zhuǎn)矩控制算法應(yīng)用在該系統(tǒng)當(dāng)中，以期獲得更好的動(dòng)靜態(tài)特性。
　　本文首先分析了感應(yīng)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，并推導(dǎo)了常規(guī)三相六開關(guān)逆變器的數(shù)學(xué)模型及電壓空間矢量，簡(jiǎn)單闡述了感應(yīng)電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制算法的基本原理，及其優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。詳細(xì)分析了六開關(guān)運(yùn)行方式下直接轉(zhuǎn)矩控制的實(shí)現(xiàn)過程。并通過搭建Simulink仿真模型對(duì)其控制效果進(jìn)行了研究，指出直接轉(zhuǎn)矩控制動(dòng)靜態(tài)特性的矛盾，驗(yàn)證了理論分析的正確性和算法的有效性

3、。
　　根據(jù)直接轉(zhuǎn)矩控制策略的實(shí)現(xiàn)過程，本文針對(duì)三相四開關(guān)逆變器感應(yīng)電機(jī)控制系統(tǒng)，重新構(gòu)建了基于該拓?fù)涞闹苯愚D(zhuǎn)矩控制算法，包括重新計(jì)算了逆變器的數(shù)學(xué)模型，重新定義了驅(qū)動(dòng)器的電壓空間矢量，重新進(jìn)行了扇區(qū)分配以及各種情況下電壓矢量的選擇。并基于理論分析搭建了系統(tǒng)離線仿真模型，仿真結(jié)果表明算法設(shè)計(jì)合理且切實(shí)可行。但同時(shí)指出，由于供電條件的惡化，加之直接轉(zhuǎn)矩控制固有的缺點(diǎn)，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能較差、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)嚴(yán)重的問題。
　　為了解決系統(tǒng)通靜

4、態(tài)特性的矛盾，本文引入了模型預(yù)測(cè)控制思想，將其應(yīng)用在三相四開關(guān)感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。詳細(xì)分析了該算法的基本原理和工作過程，包括預(yù)測(cè)模型、目標(biāo)函數(shù)、滾動(dòng)優(yōu)化等。通過仿真，與常規(guī)直接轉(zhuǎn)矩控制的控制性能進(jìn)行了對(duì)比。發(fā)現(xiàn)該算法在保持了良好的動(dòng)態(tài)特性的同時(shí)，有效地改善了系統(tǒng)的靜態(tài)特性，符合理論分析的結(jié)論。
　　最后，本文搭建了基于三相四開關(guān)逆變器供電的感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以TMS320F28335DSP為核心控制芯片編寫算法，對(duì)整個(gè)控制