交流牵引传动快速转矩控制系统的的研究

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1、分类号密级交流牵引传动快速转矩控制系统的研究TheresearchoffasttorquecontrolsystemforACtractiondrive研究生姓名：刘鹏指导教师姓名、职称：李祥飞教授学科专业：电力电子与电力传动研究方向：电力电子自动控制系统论文答辩日期答辩委员会主席湖南工业大学二O一二年三月二十九日万方数据湖南工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献

2、的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：日期：年月日湖南工业大学论文版权使用授权书本人了解湖南工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其他手段保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。作者签名：导师签名：日期：年月日万方数据摘要直接转矩控制技术作为继矢量控制之后发展起来的一种高性能的控制方案，在很大程度上解决了矢量控制对于电机参数变化敏感、计算量大、结构复杂等问题

3、。然而传统的直接转矩控制方案由于采用了Bang-Bang控制方式，实际转矩必然存在脉动，并且低速时转矩脉动会增加，定子磁链观测值也会存在偏差，同时逆变器的开关频率也会影响到转矩脉动的大小。随着电力电子器件的发展，使得只应用于低速度区的间接转矩控制方案得以向着全速度区发展，调速范围越来越广，论文主要研究内容如下：首先，对于交流调速的发展与主要控制策略进行了扼要分析，阐述了异步电机与逆变器的数学模型以及异步电机的四种磁链观测模型，详细分析了电压空间矢量的概念并建立了仿真模型，分析了仿真结果。为进一步研究打下了理论基础。其次，针对直接转矩控制策略

4、的不足，本文研究了快速转矩控制策略。该控制策略是在深入研究间接转矩控制的基础之上，对相关变量的数学关系与物理意义做了进一步的推导，通过引入一种动态弱磁技术，实现了转矩的快速响应，提高了控制系统的动态性能。最后，对快速转矩控制策略进行了Matlab/simulink仿真建模，并与传统直接转矩控制的仿真结果进行了对比与研究，验证了该控制方案的可行性与优越性。在基于TMS320LF2812实验平台上对快速转矩控制系统进行了硬件与软件设计，并分析了实验结果。仿真和实验结果表明：该控制策略的定子磁链轨迹为圆形、转矩脉动小、调速范围广、静动态性能优越、

5、有效改善了电流与磁链波形，动态弱磁技术的引入，使得转矩响应速度有了明显的提高。关键词：间接转矩控制，SVPWM，动态弱磁，全速度区I万方数据ABSTRACTDirecttorquecontrolsystemwhichwasdevelopedaftervectorcontrolsystemisahighperformancecontrolscheme,someproblemsinthevectorcontrolsystemwerelargelysolved,suchasthevariationofmotorparameterssensitiv

6、ity,alargeamountofcalculation,thecomplexstructureandsoon.However,intheconventionaldirecttorquecontrolscheme,theactualtorquemustexistpulsationduetotheBang-Bangcontrol.Atlowspeeds,thetorquepulsationwillbegreater,andalsotherewillbeadeviationinthestatorfluxobservations.Another

7、pointistheswitchingfrequencyoftheinverterarealsowillaffectthevaluesoftorquepulsation.However,withthedevelopmentofthepowerelectronicdevices,theindirecttorquecontrolschemecanbeextendedtofullspeedzoneandthespeedrangewasmoreandmorewide.Thispapermainlyfocusesonthefollowingaspec

8、ts:First,abriefanalysisoftheExchangevelocitymodulationdevelopmentandSeveralmaincontrolsch