异步电机直接转矩控制系统的设计与应用

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1、，^哪中南大学硕+学位论文摘要直接转矩控制技术是20世纪80年代中期发展起来的一种新的调速方法，它是继矢量控制技术之后又一种新型的高性能交流调速传动控制技术。本文在详细研究了异步电机的数学模型的基础上，对直接转矩控制的原理进行了深入的理论研究和分析。定子磁链观测是直接转矩控制系统中至关重要一环，无论是定子磁链幅值或是相位观测的准确性都将直接影响电压状态的正确选择，从而直接影响系统的控制性能。本文详细研究了异步电机三种磁链观测模型：u—l模型，I—N模型和u—N模型，并分析了三种模型的优缺点。结合三种模型的优点，在本系统磁链观测模

2、型中，电机运行在高速的时候采用u—I模型，低速的时候采用I—N模型。如何让高低速模型之间的切换快速平滑稳定且误差小也就成了一个值得探讨的问题。本文针对传统滞环磁链切换模型存在的切换死区的缺陷提出了一种先进的模型切换方法。采用本文提出的模型切换方法提高了磁链观测模型的准确性，改善了系统的静动态性能。为了克服传统直接转矩控制方法中无法根据转矩、磁链误差的大小程度来选择合适的电压矢量的缺点，本文设计了多变量模糊控制器来代替传统的转矩和磁链滞环调节器，同时设计了模糊自适应定PID速度调节器来取代传统PID速度调节器。以上设计方法提高了系

3、统在转矩发生突变的时候的响应速度，同时改善了电机运行性能。采用以上介绍的定子磁链计算方法和直接转矩控制策略，并以TMS320F240作为CPU，外加转速计数电路、采样电路、PWM脉冲产生模块、IPM(智能功率模块)驱动与保护等硬件电路在一台功率为2．2kw的交流异步电机上实现直接转矩控制。实验结果证明了该控制系统设计的有效性和正确性。关键词直接转矩控制，模糊控制，TMS320F240DSP，模糊PID国中南大学硕士学位论文ABSTRACTThetechniqueofDirectTorqueControlhasbeendevelo

4、pedfrom1980’S．Followingthevectorcontroltechnique，bythequickdevelopment，DTChasbeenane、,vhighperformanceACdrivingtechnique．InthisthesistheauthormadeastudyofasynchronousmotorandDTC．ThestatorfluxcalculationofDTCiSveryimportanttothesystemofDTC．ThestatorfluxcalculationofDT

5、ChasthreemethodsincludingU—Imethod，I—Nmethod，U—Nmethod．Becauseallofthethreemethodshavedisadvantage．wehavetoadoptU—ImethodwhenthemotorworksinhighspeedandadoptI—Nmethodwheninlowspeed．Buthowtoswitchbetweentwospeedmodulesbecomesatroubleproblem．Thispaperdesignsanewmethodf

6、orspeedmodulesswitching．TraditionaIDTCsystemhasashortcomingthatitcall’tdistinguishthevalueoftorqueandstatorflux’Semr1’0overcomethisdisadvantageoftraditionalDTC，akindoffuzzycontrolleriSadopted．WealsodesignfuzzyPIDvelocityadjustortoinsteadtraditionalPIDvelocityadjustor

7、．Thedesignsaboveimprovetheeffectofasynchronousmotor．AdoptingtheDTCmethodintroducedaboveandthestatorfluxcalculation，theresultsaretestedbymeansofDSPandIPM．Theresultsprovethatthecontroldesigniseffective．KEYWORDSdirecttorquecontrol，fuzzycontrol，TMS320F240DSP,fuzzyPIP原创-陛

8、声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所