感應電機三相四開關(guān)控制技術(shù)研究.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)和電機控制理論的不斷發(fā)展，交流電機調(diào)速系統(tǒng)或伺服系統(tǒng)得到了越來越廣泛的應用。在交流傳動控制系統(tǒng)中，感應電機的諸多優(yōu)點使其成為高精度調(diào)速或伺服系統(tǒng)最常用的電機之一，針對感應電機控制系統(tǒng)的研究也成為近年來的研究熱點?；诔Ｒ?guī)三相六開關(guān)逆變器的交流電機驅(qū)動系統(tǒng)已經(jīng)非常成熟，然而某些應用場合，人們希望進一步節(jié)約成本，并且希望驅(qū)動器具有容錯運行的能力，因此基于三相四開關(guān)逆變器的電機運行方式應運而生。本文對四開關(guān)運行方式進行理論分析

2、，對其控制性能性能研究，并提出將模型預測直接轉(zhuǎn)矩控制算法應用在該系統(tǒng)當中，以期獲得更好的動靜態(tài)特性。
　　本文首先分析了感應電機的數(shù)學模型，并推導了常規(guī)三相六開關(guān)逆變器的數(shù)學模型及電壓空間矢量，簡單闡述了感應電機直接轉(zhuǎn)矩控制算法的基本原理，及其優(yōu)勢和劣勢。詳細分析了六開關(guān)運行方式下直接轉(zhuǎn)矩控制的實現(xiàn)過程。并通過搭建Simulink仿真模型對其控制效果進行了研究，指出直接轉(zhuǎn)矩控制動靜態(tài)特性的矛盾，驗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)矩控制策略的實現(xiàn)過程，本文針對三相四開關(guān)逆變器感應電機控制系統(tǒng)，重新構(gòu)建了基于該拓撲的直接轉(zhuǎn)矩控制算法，包括重新計算了逆變器的數(shù)學模型，重新定義了驅(qū)動器的電壓空間矢量，重新進行了扇區(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)果表明算法設計合理且切實可行。但同時指出，由于供電條件的惡化，加之直接轉(zhuǎn)矩控制固有的缺點，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能較差、轉(zhuǎn)矩脈動嚴重的問題。
　　為了解決系統(tǒng)通靜

4、態(tài)特性的矛盾，本文引入了模型預測控制思想，將其應用在三相四開關(guān)感應電機驅(qū)動系統(tǒng)中。詳細分析了該算法的基本原理和工作過程，包括預測模型、目標函數(shù)、滾動優(yōu)化等。通過仿真，與常規(guī)直接轉(zhuǎn)矩控制的控制性能進行了對比。發(fā)現(xiàn)該算法在保持了良好的動態(tài)特性的同時，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)逆變器供電的感應電機驅(qū)動系統(tǒng)實驗平臺，以TMS320F28335DSP為核心控制芯片編寫算法，對整個控制