多电平逆变器直接转矩控制系统研究

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1、硕士学位论文摘要异步电动机直接转矩控制(DTC)变频调速技术是继矢量控制变频调速技术之后发展起来的一种新型变频调速技术。它以其新颖的控制思想，简洁明了的系统结构，优良的静、动态性能得到了迅速的发展。本文首先简要地介绍了鱼接转矩控制的原理和基本结构，对异步电机的三种磁链模型进行了仿真对比，并在电压．转速(H—n)磁链模型中引入PI调节器对由于定子压降而造成的磁链失真进行动态补偿，获得了良好的磁链和转矩响应。文中详细地分析了电压型逆变器以及其空间电压矢量与异步电机的电磁转矩、定子磁链之间的关系以及相互影响，在此基础上构建了基于两电

2、平逆变器异步电机直接转矩控制系统，对直接转矩控制理论以及其性能进行了仿真分析和验证。文章从增加电压空间矢量的数目，改善磁链轨迹着手，提出将直接转矩控制技术应用于多电平逆变器的控制中，并重点以三电平逆变器为例对其进行了分析论证，提出了一种将三电平逆变器的中间电压矢量应用于直接转矩控制以改善电机在低速运转时受定子压降影响大而产生的磁链模型失真、转矩波动大的缺点的控制策略。根据这种思想，制定了用于控制三电平逆变器的开关状态选择表，并在MATLAB下对其工作性能进行了仿真和对比。实践证明该方案是一种减小转矩波动、削弱低速运转时的弱磁效

3、应，同时有效地降低主控器件的开关频率的一种控制策略。文中也对多电平逆变器的电压空间矢量以及其控制进行了分析和说明，提出了～种将直接转矩控制技术应用于悬浮电容五电平逆变器控制的一种实现方案，并以简化电压查找表为思路，提出将不同电平的电压空间矢量根据电机转速分解成几个简单的电压查找表的方法，文中还以表格的形式给出了五电平逆变器电压空间矢量与相应的开关状态之间的对应关系。文章最后提出了将数字信号处理器(DsP)应用于三电平逆变器直接转矩控制系统的一种实现方案，给出了控制系统的硬件框架以及部分控制程序的软件流程图。关键词：直接转矩控制

4、；空间电压矢量i六边形磁链；多电平逆变器；DSPABSTRACTDirectTorqueControl(DTc)isanewdevelopingACmotorspeedcontrolstrategywithsimplestructureandeasyimplementationbuthighperformance．InthispaperthebasictheoryofDTCisintroducedbriefly,andthreekindofflux—modelsofinductionmotorareconstructedinM

5、ATLAB．ThesimulationresultsshowthattheⅡ。nmodelwithPIregulatortocompensatevoltagedropcausedbytheresistanceofstatoriSmuchbetterinperformancethanothermodels．Akindofsimulationmodelofdirecttorquecontrolsystemisestablishedusethisu-nmodel，theresultsshowthattheconventionalDT

6、Chassomedrawbackssuchaslargerippleinlowspeedregionandswitchfrequencyvariationaccordingtothechangeofmotorparametersandmotorspeed．Becausethetightrelationsamongthevoltagevector，statorfluxlinkageandtorque，weproposedanewkindofControlstrategybasedonthree．1evelinverter．Tak

7、etheadvantageofmorevoltagevectorisavailable，wetriedtousedtheinter·mediatevoltagetoreplacethetraditionalselectorandfoundthatthedemagnetizationproblemisresolvedwhenthemotorrunninginlowspeedregion．Furtherstudyaboutthemulti-levelinverterisproposedinthefollowingchapters．

8、Thevoltagevectorselectingruleserelistedoutintheformoftables，alsoakindofapplicationschemeofDTCbasedontheFlyingCapacitorFive—levelinverteris