无速度传感器十二电压直接转矩控制系统的研究

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1、辽宁工程技术大学硕士学位论文摘要异步电动机直接转矩控制系统以其思路新颖、控制方案简单及性能优越等特点受到人们的普遍重视。本文对异步电动机的数学模型和直接转矩控制系统的基本原理进行了详细的研究，构建了直接转矩控制仿真系统，对直接转矩控制方法的特点及其存在的问题进行了深入的理论和仿真研究。对直接转矩控制系统中使用的逆变器进行了改进，使用十二电压逆变器，有效的减小了定予电流和转矩的脉动。采用基于模型参考自适应(MRAS)方法的转速估算方法，实现了无速度传感器技术。设计了速度滑模控制器，使系统具有更好的鲁棒性。仿真结果说明了设计的可行性和

2、有效性。关键词：异步电动机，直接转矩控制，十二电压，无速度传感器，滑模变结构辽宁工程技术大学硕士学位论文IIAbstractDirecttorquecontrol(DTC)systemforasynchronousmachinehasgotwideattentionwiththeadvantagessuchasitsnewthoughts，simplecontrolschemeandexcellentperformance．Inthisthesistheauthormadeastudyofasynchronousmotormode

3、landthebasicprincipleoftheDTCsystem，designedasimulationsystemofDTCandanalyzedthecharacteristicsoftheDTCsystemandtheexistingproblemsdetailed．ThisthesismadeadevelopmentoftheDTCsysteminusingthetwelve—voltageinvertersolvedtheproblemofthelargetorquerippleandcurrentrippleat

4、operationstatusefficiently．ThisthesisobtainstheschemeofMRAStoestimatetheasynchronous’speed，itcancarryoutthetechniqueofthesensorless．Theauthordesignedaspeedregulatorbasedonsliding-modecontroltheory，whichmakethesystemhasstrongrobustness．Simulationresultsshowthemethodise

5、ffective．Keywords：AsynchronousMachine，DirectTorqueControl，TwelveVoltages，SpeedSensorless，Sliding-modeVariableStructure辽宁工程技术大学硕士学位论文1绪论电动机是把电能转换为机械能最主要的设备【11。调速，以适应所拖动机械的需要，是多数电动机应用系统的需要。直流电动机磁链和转矩电流各自独立而获得良好的调速范围和调速精度，在传动应用中独领风骚上百年。交流(异步)电动机以其结构简单、维修方便(没有炭刷问题)、安全可靠、成

6、本低廉，却因其磁链与电流的强耦合，而且是多变量、非线性系统，调速难度大，长期以来在调速系统中的应用受到限制。直至lJ20世纪七、八十年代，采用微电子一计算机技术的新型电力电子装置实现了变频调速，才开辟了交流传动的新纪元。在异步电动机的控制技术中，VvvF方案保持特定的压频比，实际是维持电动机内的磁链恒定，它并没有解除磁链与电流的耦合问题，在高动态性能应用中，要求采用转矩(转速)和磁链分别控制。矢量控制方案强调转子磁链与转矩的解耦，实行连续控制，调速范围较宽；而直接转矩控制方案则控制定子磁链，不受转子参数随转速变化而变化的影响，采用

7、转矩和定予磁链的砰一砰控制而避开旋转坐标变换。它简化了控制结构，动态响应快。直接转矩控制技术以其简单高效吸引了广大学者，使其在现代交流电气传动中的位置越来越重要。1．I交流调速系统的概况与发展世界上第一台交流电动机于1885年问世，在交流电动机中，特别是笼式异步电动机，其结构简单、坚固耐用、价格便宜及不需要经常维修等特点，使其得到了十分广泛的应用。虽然异步电动机较直流电动机只晚一年问世，但是直至1]20世纪70年代，凡是要求调速范围广、速度控制精度高和动态响应性能好的场合，几乎全都采用直流电动机调速系统。交流电动机，主要指笼式异步

8、电动机和同步电动机，它主要用于不需要变速的电力传动系统中，其原因是，(1)不管是异步电动机还是同步电动机，唯有改变定子供电频率调速最为高效，而且可以获得优异的调速特性。而大容量的变频电源却在长时期内没有得到很好的解决；(2)异步电动机和直流电动机不