异步电机直接转矩控制的仿真研究

《异步电机直接转矩控制的仿真研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、文章编号：1005-6548(2004)02-0111-03异步电机直接转矩控制的仿真研究侯杰：，侯紫迖2，高秀枝2(11太原供电分公司，山西太原邮编;21山西大学工程学院，山西太原030013)EmulationReseavchofAsynchronismMotorsDirectTorgueControlHOUJie三收稿□期：2004-03-04作者简介：侯杰(W70-)，男，河北吴桥人，太原供电分公司保护自动化所工程师，从节远动工作;,HOUZi2da2,GAOXiu2zhi2(11TaiyuanPowerSupplyCompany,Taiyuan03001

2、25China;21EngineeringCollegeofShanxiUniversi2ty,Taiyuan030013’China)摘要：阐述了直接转矩控制的基本原理，并利用MATLAB软件对直接转矩控制进行了仿真矸究，揭示了直接转矩控制的特点，对直接转矩控制的实现和改善提供了仿真依据。关键词：异步电机;直接转矩控制；Matlab仿真中图分类号：TM301.2文献标识码：AAbstract:Thispaperpresentsthefundamentalprinciplesofdirecttorquecontrol(DTC),andDTCwasemulateda

3、ndresearchedwithMatlabsoft，therthecharacteristicofDTCwasrevealed，thustheerrtulationalfoundationofDTC’srealizationandiirkprovementwasprovided.KeyWords:ACasynchronousmotor;directtorquecontrol;Matlabemulation引言在交流异步电机的变频调速中，矢量控制方玆的提出具有划时代的意义。但在实际应用中，由汙矢量控制所需的转子磁链参量难于准确观测；系纫性能受电动机参数的影响较大:

4、且在等效直流电动机控制过程中所用矢S旋转变换较复杂。使得矢W:控制的实际效果难于迖到理想分析的结果。直接转矩控制(DirectTorqueControl，简称DTQ变频凋速技术，是近十几年来继矢量控制变频调速技术之后发展起來的1种新型的高性能的交流变频调速技术。1985年由德国鲁尔大学的Depenbrock教授首次提出。该技术在很大程度上解决了前述矢量控制的三大不足，并以新颖的控制思想简洁明了的系统结构优良的动静态性能得到了迅速发展。目前该技术已成功的应用在电力机车牵引的大功率交流传动上1。近几年，直接转矩控制的研究更加深人。将神经网络和模糊控制等智能控制方法与直

5、接转矩控制相结合，是研究直接转矩控制的一个重要手段。用DSP或CPU实现DTC系统的全数字化也是一个重要的发展方向2。1直接转矩控制的基本原理在DTC的分析中，采用空间矢量的数学分析方法。异步电动机的等效电路如下页图1所示。该等效电路是在正交定子坐标系(《•//坐标系）上描述异步电动机的。其中各量均用瞬时值表示乂、“1,为定子转子励磁电流；W为定子隹压；•为定子转子磁链；m为电角速度（机械角速度与极对数的乘积）；A,“为主电感，定转子湄电感；儿、/^为定子转子电阻，j%为反映转子辅出的反电势。由此电路可列出以下公式：讲=if,Rx)dt,(1)(2)T=A丄2La

6、

7、讲

8、

9、y/

10、，.sii^=三P吻fi-讲/fl）。（3）式中：r为转矩，为极对数。图1异步电动机等效电路图由式（3）可见，在实际运行中，保持定子磁链与转子磁链幅值不变，而要改变异步电动机的转矩可以通过改变磁通角0来实现。异步电动机直接转矩控制系统的实现是采用电压型逆变器向电机供电，利用逆变器的幵关特点，通过不断切换电压状态，即不断切换电压空间矢量，使定子磁链的轨迹逼近圆形，并通过零电S矢量的穿插调节来改变转差频率，直接对逆变器的幵关状态进行最佳控制，从而控制电机的转矩及;M变化率，电机的磁链和转矩同时按要求快速变化。2基于Matlab的仿真框图对异步电机的直接转

11、矩控制系统进行建模仿真，可以在建立实际系统之前了解系统的特性，根据仿真结果对系统进行优化，从而即可减少硏究成本，又能得到最优的系统性能。Matlab是工程上广泛应用的计算机仿真软件。它具有强大的科学计算能力和绘图能力。采用matlab编写程序，避免了传统的繁杂的编程过程。特别是matlab带有很多专业的模块，在各个领域都能方便的应用。使用matlab最终建立的异步电机直接转矩控制系统的仿真模型如图2所示。整个仿真模型系统主要由8部分组成:逆变器模块异步电机模块龟压变换模块龟流变换模块磁链转矩观测模块磁链控制器模块转矩控制器模块屯压状态选择模块。其中，逆变器模块和异

12、步电机模块