异步电机dtc系统仿真建模及性能改善研究

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1、中南大学T学明I。学位论文摘要直接转矩控制(DTC)是继矢量控制之后又一高性能交流调速新方法，它基于定子磁链定向，数学模型简单，实现了输入电压波动时控制的鲁棒性、控制对象参数变化的低敏感性、完全的转矩瞬态控制等高水平的控制特性。近20年来，这项技术得到了很大的发展，己在高速列车主传动等大功率系统中得到了良好的应用。异步电动机DTC系统的模型结构复杂，在进行理论研究和系统开发时，控制方案的仿真验证十分重要。本论文基于MATLAB6．5／Simulink，通过S函数编程构建了直观、简洁且运算速度高的异步电机直接转矩控制仿真系统，为各种DTC控制策略的仿真研究提供了良

2、好的平台。在传统DTC理论中，由于定子电阻压降等的影响，控制效果并不十分理想，且六边形磁链带来的高次谐波对控制系统和电网的影响也不容忽视。本文提出在低速域精确建立圆形定子磁链，并结合一些改进措施，如通过引入一120。电压矢量参与调节，并采用先加磁再启动的方法，提高转矩响应动态性；转速调节采用限幅PI调节，以减小转速超调等等。高速域采用内陷十八边形磁链轨迹的新方案以代替传统六边形磁链轨迹，降低了磁饱和度，削弱了高次谐波，且基本没有增加程序的复杂性与开关器件的负担。同时提出了低、高速域间无扰动的模型切换方法。通过深入的仿真对比研究，这种控制策略使中大功率系统获得了令

3、人满意的控制效果。关键词异步电动机，直接转矩控制，MATLAB仿真，磁链轨迹中南大学工学硕士学位论文ABSTRACTDirectTorqueControl(DTC)lSanewmethodforACmotorspeedregulatingsinceVectorContr01．ItiSbasedonstatorstaticaxis，hasasimplemathematicmodelandrealizessomehighlevelperformances，suchasrobustnesstoundulationofinputvoltage，lowsensitivit

4、ytoparameters’changeetc．Inrecent20years，DTCdevelopedrapidly,andwasappliedsuccessfullyinhighpowertraindrivingsystem．ThestructureofDTCsystemiscomplex，SOit’SnecessarytodosimulationexperimentsinDTCtheoryresearchandbeforepracticalsystemdeveloping．Inthisthesis，agoodDTCsimulationsystemiscon

5、structedbasedonMAll，AB6．5／SimulinkandS．Functionprogramming．ItprovidesaverygoodsimulationplatformforkindsofDTCstrategies’researching．IntraditionalDTC．becauseofthestatorresistancevoltageandotherfactors，itscontrolperformanceisnotverygood．Andhexagonfluxtracebringshigherharmonicanddoeshar

6、mtothesystem．111isthesisputsforwardthecontrolstrategy,thatinlowerspeedrangeusingroundfluxtrace，using-120。voltageandPIspeedcontroller,tolowerovershootandimprovedynamicperformance；Inhighspeedrange，invaginated18-angularfluxtraceDTCtakestheplaceofhexagonflux，thismethodgreatlyreducesharmo

7、niccomponentsinstatorcurrentsanddoesn’tmakeburdentocontrollerandinverter．And，afluxmodelswitchmethodwithoutdisturbanceiscarriedout．Throughdeepsimulationexperiments，thiscontrolstrategyshowssatisfactoryperformances．KEYWORDSAsynchronousMotor,DirectTorqueControl(DTC)，MATLABSimulation，Flux

8、Trace-Ⅱ．中南大学