異步電機間接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的研究與實現(xiàn).pdf

1、異步電機間接轉(zhuǎn)矩控制旨在改善直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)由于采用轉(zhuǎn)矩和磁鏈的bang-bang控制所造成的開關(guān)頻率不固定、轉(zhuǎn)矩脈動大特別是低速性能較差的缺點。間接轉(zhuǎn)矩控制同直接轉(zhuǎn)矩控制一樣，也是直接在定子坐標系下分析交流電機的數(shù)學(xué)模型，計算電機的磁鏈以及轉(zhuǎn)矩，無需復(fù)雜繁瑣的坐標旋轉(zhuǎn)變換。從控制角度來講，間接轉(zhuǎn)矩控制利用輸出量為連續(xù)的PI調(diào)節(jié)器分別對轉(zhuǎn)矩和磁鏈進行調(diào)節(jié)，對逆變器的控制同樣采用幅值和相位可任意變化的合成電壓矢量，使磁鏈軌跡始終保持為圓形

2、，電壓空間矢量和磁鏈變化都可以精確計算出，是一種連續(xù)、精確的控制方式。
　　 間接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速觀測是必不可少的，但速度傳感器的存在給系統(tǒng)安裝增加了難度，且速度傳感器工作的可靠性直接影響系統(tǒng)運行的可靠性，因此，無速度傳感器控制己經(jīng)成為交流傳動領(lǐng)域的研究熱點，并且廣泛應(yīng)用于矢量控制，但在間接轉(zhuǎn)矩控制中無速度傳感器的應(yīng)用相對較少，因此，研究無速度傳感器在間接轉(zhuǎn)矩控制中的應(yīng)用是非常有意義的。
　　 本文在深入研究異步電機間

3、接轉(zhuǎn)矩和無速度傳感器控制理論的基礎(chǔ)上，分別就有速度傳感器和無速度傳感器兩種異步電機間接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進行了仿真和系統(tǒng)實驗，完成的主要研究內(nèi)容如下:
　　 1、定子磁鏈幅值和相位的準確觀測是異步電機間接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的關(guān)鍵所在，計算定子磁鏈的U-N模型具有適用于從低速到高速的全速范圍的優(yōu)點，但是U-N模型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在數(shù)字控制系統(tǒng)中需要實時求解微分方程組，離散方法選擇不當會造成計算誤差過大甚至計算結(jié)果不收斂。針對這一問題，本文提出了一種

4、觀測定子磁鏈的U一N模型的數(shù)字離散及系統(tǒng)實現(xiàn)方法。有速度傳感器和無速度傳感器異步電機間接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真和實驗結(jié)果表明，該方法在穩(wěn)態(tài)及動態(tài)情況下觀測結(jié)果穩(wěn)定、可靠。
　　 2、在深入研究異步電機間接轉(zhuǎn)矩控制基本原理的基礎(chǔ)上，完成了有速度傳感器異步電機間接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真和實驗，在一臺2.ZkW的交流電機實驗平臺上就間接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)進行了軟件的編寫和調(diào)試，完成全速范圍內(nèi)的啟動、調(diào)速、突加減額定負載等穩(wěn)態(tài)、動態(tài)性能實驗，

5、實驗結(jié)果表明，和直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)相比，轉(zhuǎn)矩脈動及系統(tǒng)噪聲明顯減小，在突加、減負載的動態(tài)過程中定子磁鏈保持穩(wěn)定，過渡過程平滑，正弦度好;在啟動及負載擾動的動態(tài)過程中轉(zhuǎn)速跟隨給定;定子電流脈動小。
　　 3、模型參考自適應(yīng)法是目前應(yīng)用比較廣泛的一種在線轉(zhuǎn)速辨識方法。
　　 目前模型參考自適應(yīng)法轉(zhuǎn)速辨識主要分為:基于轉(zhuǎn)子磁鏈、基于反電動勢、基于無功功率三種方法，通過對三者的比較，本文在繼承實驗室己有成果的基礎(chǔ)上選取基于無功功率

6、的模型參考自適應(yīng)方法實現(xiàn)了異步電機在線轉(zhuǎn)速辨識，進行了軟件的編寫和系統(tǒng)實現(xiàn)。
　　 4、完成無速度傳感器異步電機間接轉(zhuǎn)矩控制不同轉(zhuǎn)速下的啟動、調(diào)速、突加減額定負載等穩(wěn)態(tài)、.動態(tài)性能實驗，基本實現(xiàn)系統(tǒng)全速范圍內(nèi)無速度傳感器運行。實驗結(jié)果表明，基于無功功率模型參考自適方法的無速度傳感器異步電機間接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)包括不同轉(zhuǎn)速、空載、額定負載在內(nèi)的各種運行狀態(tài)下，其穩(wěn)態(tài)時最大辨識誤差±18r/min，轉(zhuǎn)速越高辨識精度越高。