电励磁同步电动机直接转矩控制系统的研究

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1、摘要直接转矩控制技术是继矢量控制技术之后发展起来的又一种新型交流变频调速技术。它具有控制结构简单、物理概念明晰、对电动机内部参数依赖少、转矩响应迅速和易于数字化实现等优点，在交流传动领域越来越多地受到学者、专家们的关注。电励磁同步电动机具有功率因数可调、效率高等优点。在高压大功率电机调速系统中，应用越来越广泛。从工艺和节能的角度来考虑，对大功率的交流电机采用变频调速是最经济合理的一种方式。因此研究和开发高性能的电励磁同步电动机直接转矩控制系统具有重大的经济价值。本文对电励磁同步电动机直接转矩控制系统理论与实践进行了初步研究。本论文主要内容如下：首

2、先对电励磁同步电动机直接转矩控制系统基本理论进行了研究。给出了凸极同步电动机在自然坐标系以及d-q坐标系下的数学模型。讨论了空间电压矢量与定子磁链之间的关系。给出了电励磁同步电动机直接转矩控制中磁链控制的三种方案，对直接转矩控制系统中的转矩控制以及转子励磁电流控制方案进行了详细的分析。在电励磁同步电动机直接转矩控制系统理论研究的基础上，对控制系统进行了仿真。由于Matlab／Simulink里没有电励磁同步电动机仿真模型，利用S函数建立了同步电动机的标幺值仿真模型，同时利用Simulink里的一些通用模块对直接转矩控制系统中各个环节进行了搭建，给

3、出了仿真系统整体模型。并对负载扰动、转速突变以及功率因数为1时的情况进行了仿真，对结果进行了详细的分析。在简要地介绍了递归神经网络的两种结构的基础上，尝试将实时递归神经网络应用到定子磁链观测器中，给出了递归神经网络的学习算法，构建了基于实时递归神经网络的定子磁链观测器。对基于递归神经网络定子磁链观测器的电励磁同步电动机直接转矩控制系统进行了仿真验证，从仿真的结果来看，采用递归神经网络磁链观测器的直接转矩控制系统具有更好的静、动态性能。对常规的直接转矩控制系统中转矩脉动、电流畸变、低速性能不理想等方面进行了改善。最后对电励磁同步电动机直接转矩控制系

4、统的数字化实现进行了验证。对控制系统中硬件平台进行了搭建。给出了系统软件实现流程图。图【45】表【4】参【89】关键词：直接转矩控制；电励磁同步电动机；递归神经网络；MATLAB；DSP分类号：TP341AbstractDirecttorquecontrol(DTC)whichhasbeendevelopedaftervectorcontrolinrecentyears，isanewtechnologyindomainofvariableljrequencyadjustablespeedAC—drivers．Ithasmanymerits，its

5、structureisverysimpleandtheprincipleisclear,andtheresponseoftorqueisrapidandlittledependenceontheinteriorparametersofthemotors，andeasydigitization．Recently,manyscholarsandexpertsfocusonitindomainofAC．drivers．Electricallyexcitedsynchronousmotor(ESM)hasbeenwidelyappliedinhighvo

6、ltageandhighpowerofmotorspeedcontrolsystembecauseofitsadvantagesofadjustablepowerfactorandhighefficiency．Undertheprocessandenergysavingconsideration,variablefrequencyspeedregulationisthemosteconomicalandreasonablewaytohighpowerofAC-motors．Therefore，researchanddevelopmentoflli

7、gh-performancedirecttorquecontrolsystemofelectricallyexcitedsynchronousmotorisofgreateconomicvalue．Thispapergivesapreliminarystudyabouttheoryandpracticeondirecttorquecontrolsystemonelectricallyexcitedsynchronousmotor．Themainworkofthisthesisasfollows：Firstly,itisanalyzedthebas

8、isoftheoreticalofdirecttorquecontrolsystemonelectricallyexcitedsynch