基于矩阵变换器异步电动机矢量控制的研究

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1、中文摘要矢量控制是感应电机控制系统中最有吸引力的一种控制方法，它具有优良的性能，能够对感应电机的磁链和转矩进行解耦控制，电机运行即能保持稳态精度又有良好的动态性能。矩阵变换器是一种直接交一交变频器，它具有输入功率因数可调，输出电压可调，能量可以双向流动等优点，将它应用在感应电机的传动控制中，是目前感应电机控制研究的一个新方向。本文在阅读大量国内外相关文献的基础上，综述了矩阵变换器国内外发展现状，对传统双向9开关矩阵变换器的拓扑结构、换流技术及控制策略进行了分析，然后对一种电压型矩阵变换器的SPWM控制策略进行了深入研究，运用了一种矩阵变换器开关模式确定的方法。按照异步电机矢量控

2、制策略，本文运用了一种基于反馈非线性补偿的双闭环控制结构，既由目标控制外环和电流控制内环组成。外环根据控制目标具体设定，电流控制内环能够改善系统的动态性能，为了得到异步电机动态解耦控制效果，本文在传统矢量控制的基础上，在电流控制环的输出加入了电压的非线性反馈补偿项，使系统的动静态性能得到了进一步提高。然后应用基于sP删控制的矩阵变换器作为系统地执行机构，给异步电机提供驱动电压。’最后，针对上述异步电机系统的控制策略应用MATLAB6．5和Simulink工具包进行仿真研究，仿真结果表明，应用矩阵变换器的异步电机矢量控制系统具有良好的动静态性能，验证了基于反馈补偿矢量控制策略和应

3、用基于SP删控制矩阵变换器的正确性和可行性。关键词：矩阵变换器sP州矢量控制反馈控制ABSTRACTVectorControlisoneofthebestcontrolmethodsforinductionmotorcontl"olsystem．Ithassp洲characteristics，whichcanindependentlycontrollinkageandtorqueofinductionmotor,maintainthesteadystateanddynamicstateofthemotor．MatrixConverterisonckindifdirectAC-A

4、Cconvc'．rter,ithasadjustableinputpowerfactor,adjustableoutputvoltage，energyconversationonbothway,etecharacteristicwhichnlakesitonehottestresearchtopicforinductionmotorcontrolsystem．Bystudyingalotofnumbersofresearchpapers011．MatrixConverterTopologypublishedbothdomesticandinternational，Icometo

5、knowabouttraditionalbidirectional9switchtopology,commutationtechniqueandcontrolstrategy,afterthatstudySPWMcontroltopologyforOnekindofVoltagesourceMatrixConverter,thenusedonckindofswitchingmethodforMatrixConverter．AccordingtoVectorControltopologyofAsynchronousMotor,inthisthesispaperIusedoneki

6、ndoffeedbacknon-linercompensationmethodbasedOildoubledosedloopcontrolslnlcturewhereouterloopcontrolthetargetandinner∞econtrolthecurrent．OuterloopCallbedesignedaccordingtotherequirements，currentcontrolinnerloopCallimprovedynamiccharacteristicofthesystem，forachieveindependentdynamicperformance

7、ofAsynchronousMotorIaddedoutputcurrenttOthenon-linearinputvoltage∞feedforwardcompensationOnbaseoftraditionalvectorcontroltopologywhichimprovethedynamic-staticperformanceofthesystem．ThenbaseOilSPWMcontrolmethodletMatrixConvertersupplytherequiredvolt