異步電動機直接轉矩開環(huán)控制研究.pdf

1、論文題目：異步電動機直接轉矩開環(huán)控制研究專業(yè)：控制理論與控制工程碩士生：郭慶（簽名）指導教師：高赟（簽名）摘要隨著國內外電力電子器件和電機控制芯片的不斷更新?lián)Q代，異步電動機的調速技術在不斷發(fā)展，調速技術經歷了調壓調頻控制、矢量控制和直接轉矩控制等三個階段。直接轉矩控制作為一種新型的交流調速技術，其控制思想新穎、控制結構簡單、控制手段直接以及轉矩響應迅速等特點，使其在運動控制領域中發(fā)揮著越來越重要的作用。直接轉矩是通過控制電壓空間矢量來控

2、制磁鏈軌跡的旋轉速度，達到控制電動機轉速的目的。它是在定子坐標系下，利用磁鏈調節(jié)器和轉矩調節(jié)器，直接跟蹤定子磁鏈和轉矩，從而控制逆變器輸出的電壓，以獲得較快的轉矩響應。本文在闡述異步電動機定子坐標系的數(shù)學模型的基礎上，介紹基于電壓空間矢量的逆變器模型、六邊形磁鏈軌跡的形成以及直接轉矩的控制原理。分析電壓空間矢量在磁鏈調節(jié)和轉矩調節(jié)中的作用，研究磁鏈調節(jié)器的給定值與六邊形磁鏈軌跡的關系、轉矩調節(jié)器的容差值與輸出轉矩的關系以及占空比的大小與

3、轉速的關系?；诖沛溦{節(jié)原理，改變不同電壓空間矢量的作用時間產生圓形磁鏈軌跡。依據(jù)磁鏈和轉矩的調節(jié)原理，就磁鏈給定值、轉矩容差值和占空比在直接轉矩中如何改變磁鏈軌跡、轉矩脈動和轉速的問題。在MATLAB／Simulink仿真平臺下搭建開環(huán)直接轉矩仿真模型，并建立仿真系統(tǒng)的各個模塊。仿真研究表明磁鏈給定值越大，磁鏈軌跡越大；轉矩容差值越大，輸出轉矩脈動越大；非零電壓矢量的占空比越大轉速越高。設計直接轉矩調速系統(tǒng)的軟硬件系統(tǒng)，完成部分實驗調

4、試。硬件設計包括主電路和控制電路。主電路包括整流電路、啟動電路、濾波電路、逆變電路，介紹逆變模塊IPM的應用以及對各個器件的參數(shù)進行設計?？刂齐娐钒―SP(TMS320F28335)控制芯片、隔離電路、故障信號電路、檢測電路。介紹軟件系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境CCS3.3，分析主程序和初始化程序流程圖。對調速系統(tǒng)進行部分調試。關鍵詞：電壓空間矢量；磁鏈調節(jié)；轉矩調節(jié)；開環(huán)仿真；IPM研究類型：應用研究Subject：Researchofasync

5、hronousmotdirecttqueopenloopcontrolSpecialty：ControlTheyControlEngineeringName：GuoQing(Signature)Instruct：GaoYun(Signature)ABSTRACTWiththedevelopmentofpowerelectronicsmotcontrolchipsthespeedcontroltechnologyoftheasynchro

6、nousmotisdevelopingrapidlywhichhasgonethroughVFcontrolvectcontroldirecttquecontrol.DirectTqueControlisanewtechnologyinthearesofACspeedcontrolwhichhasmanyadvantagessuchasnewcontrolmethodsimplestructuredirectcontrolmeansfa

7、sttqueresponse.DTCtechnologyisplayingaveryimptantroleintheareaofmotioncontrol.BycontrollingthevoltagespacevectDirectTqueControlcancontroltherotationspeedoffluxsoastoachievethegoalofcontrolmotspeed.Withthefluxregulatthetq

8、ueregulatDTCcanfollowthestatfluxthetquesoastocontroltheoutputvoltageobtainfasttqueresponse.InthisthesisBasedonthemathematicalmodelofasynchronousmotunderthestatcodinatesystem.Theinvertermodelbasedonvoltagespacevectthehexa

9、gonfluxtrajectytheprincipleofDTCareintroduced.Fourkindsofrelationshipsareanalyzedwhichcontainstheroleofvoltagespacevectinfluxadjusttqueadjusttherelationshipbetweenthegivenvalueoffluxregulathexagonfluxtherelationshipbetwe

10、enthetolerancevalueoftquecontrollertheoutputtquetherelationshipbetweenthesizeofthedutyratiorotationalspeed.BasedonfluxregulatingprincipleDTCcangeneratecircularfluxbyadjustingtheeffectingtimeofvoltage.Basedontheregulation

11、principleoffluxtqueWiththequestionofhowtochangethefluxtrajectythetqueripplespeedbychangingthegivenvaluesofstatfluxthetoleranceoftquethedutycycleinDTC.Directtquecontrolopenloopsimulationmodelisestablishedbythesimulationso

12、ftware–MatlabSimulinkcreatethevariousmodulesofthesimulationsystem.Thesimulationresultsshowthatthegreaterthefluxvalueisthebiggerthefluxbitisgreatertquetoleranceleadingtogreatertqueripplethegreaterthedutycyclebringfastersp