基于PSCAD的异步电动机直接转矩控制仿真_裴峰

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1、Vol.32No.112012.11船电技术

2、电机基于PSCAD的异步电动机直接转矩控制仿真123裴峰姜晓弋魏建勋(1．中国人民解放军海装沈阳局，沈阳110031；2．海军工程大学电气工程系，武汉430033；3．湘电集团有限公司，湘潭411101)摘要：本文介绍了直接转矩控制的基本原理，利用PSCAD/EMTDC建立异步电动机直接转矩控制系统仿真平台。仿真结果表明直接转矩控制系统的调速性能优良，转矩响应速度快。关键词：异步电动机直接转矩控制PSCAD/EMTDC中图分类号：TM343文献标识码：A文章编号：1003-4862(2012)11-0055-04Sim

3、ulationofDirectTorqueControlSystemBasedonPSCAD/EMTDC123PeiFeng,JiangXiaoyi,WeiJianxun(1.ShenyangBureauofNavalEquipmentDepartment,Shenyang110031,China;2.NavalUniversityofEngineering,Wuhan430033,China;3.XiangtanElectricityCorporation,Xiangtan411101,China)Abstract:Thepaperintroducesthepr

4、incipleofDirectTorqueControl,andsetsupthesimulationmodelforDirectTorqueControlofinductionmachineonthePSCAD/EMTDC.Thesimulationresultsshowthatthesystemhasexcellentperformanceswithgoodspeedregulationandfasttorqueresponse.Keywords:inductionmotor;directtorquecontrol;PSCAD/EMTDC0引言步电动机直接转矩

5、控制系统仿真平台，并对其动态性能进行仿真，给出了仿真结果。1977年美国学者A.B.Plunkett在IEEE杂志上首先提出了直接转矩控制理论，1985年由德1直接转矩控制的基本原理国鲁尔大学Depenbrock教授和日本Tankahashi[2]1.1异步电动机的数学模型[1]分别取得了直接转矩控制在应用上的成功。直异步电机在定子坐标系上的电压方程为：接转矩控制技术与矢量控制技术都属于交流电机高性能控制技术。直接转矩控制技术避免了uRsssis（1）复杂的解耦运算，采用定子磁链定向和瞬时空uRsssis间矢量理论，具有控制算法简

6、单，转矩响应速其中，下标α、β分别表示对应空间矢量的α度快的优点，而矢量控制存在计算过程复杂、分量和β分量。受电机参数变化影响大等问题。直接转矩控制移项并积分可得定子磁链公式：技术控制思想新颖，结构简洁，动、静态性能()uRidt优良，近些年来得到了普遍的关注和迅速发展。ssss（2）本文在理论分析直接转矩控制系统结构的()uRidtssss基础上，利用PSCAD/EMTDC软件搭建了异转矩公式：收稿日期:2012-02-28Tni()i（3）epssss基金项目：国家自然科学基金(51007093)作者简介：

7、裴峰(1975-)，男，硕士研究生。研究方向：或电力系统安全运行。55船电技术

8、电机Vol.32No.112012.111保持定子磁链幅值为额定值的同时，转子磁链Tnsin（4）epsrL幅值由负载决定，要改变电动机转矩，可以通式中：Te—电磁转矩（N·m）；np—电机极对数；过改变磁通角来实现。θ—磁通角（rad）。电机运动公式：1dTTJ（5）eLndtp式中：TL—负载转矩（N·m）；J—转动惯量2（kg·m）。图2理想电压型逆变器模型原理图1.2直接转矩控制的基本结构直接转矩控制通过空间电压矢量来控制定直接转矩控制根据定子磁场定向原理，采

9、子磁链的旋转速度，以改变定子磁链的平均旋用滞环调节器选择最佳的开关信号，直接对逆转速度，从而改变转差即磁通角θ的大小来控[3-5]变器的开关状态进行控制，以获得转矩的高动制电磁转矩。态性能。直接转矩控制调速系统结构如图1所本文采用由式（2）确定的异步电动机ui示。整个控制系统由磁链环、转矩环和速度环模型观测定子磁链，在计算过程中只需知道电构成。通过检测异步电动机输入电压和电流，动机的定子电阻Rs，结构如图3所示。ui模经3/2坐标变换得到两相定子坐标系下的电压型用可以足够精度检测出来的定子电压uts()usα、usβ和定子电流isα、isβ，通过磁链模型、转与

10、定子电流I