基于MatlabSimulink设计的直接转矩控制系统仿真

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1、万方数据总578期第12期2015年12月河南科技JournalofHenanScienceandTechnologyVbl．578．NO．12Dec，2015基于MatlabSimulink设计的直接转矩控制系统仿真师素娟满达马少丹(华北水利水电大学，河南郑州450011)摘要：本文设计了一种基于MatlabSimulink件仿真的直接转矩控制系统，通过其数学仿真功能设计出直接转矩控制系统的转矩调节、转速调节等模块，组成三相异步电动机的直接转矩控制系统。仿真结果证明了该方法能够准确的控制三相异步电动机的速度和转矩稳定输出。关键词：异步电动机

2、；数学仿真；直接转矩中图分类号：TP273+．2文献标识码：A文章编号：1003—5168(2015)12．0030．3SimulationofDirectTorqueControlSystemDesignedbyMatlabsimulinkShiSujuanManDaMaShaodan(NoahChinaUniversityofWaterResourcesandElectricPower，ZhengzhouHenan450045)Abstract：Thispaperdesignedadirecttorquecontrolsystemsimu

3、latedbyMatlabsimulinksoftware，throughitsmath-ematicalsimulationcapabilitiesdesignedthetorquecontrol，speedregulationandothermodulesofdirecttorquecon-trolsystem，toconsistofadirecttorquecontrolsystemofthree—phaseasynchronousmotor．Simulationresultsshowthatthemethodcanaccurately

4、controlthespeedofthree—phaseasynchronousmotorandthestableoutputoftorque．Keywords：asynchronousmotor：mathematicalsimulation；directtorque三直接转矩控制系统通过检测定子电压和电流，在定子坐标系下观测电机的磁链、转矩，并将观测值与给定的磁链、转矩相比较，综合考虑磁链和转矩信号选择电压空间矢量，直接对电机定子磁链及转矩进行控制。本文通过MatlabSimulink的建模仿真功能，建立了一种三相异步电动机直接转矩控制系统

5、仿真模型。1直接转矩控制系统仿真1．1直接转矩控制系统工作原理直接转矩控制摒弃了矢量控制中解耦的控制思想，采用定子磁链定向和瞬时空间矢量理论，通过检测定子电压和电流，在定子坐标系下观测电机的磁链、转矩，并将观测值与给定的磁链、转矩相比较，差值经滞环控制器调节得到相应的控制信号，综合考虑磁链和转矩信号选择电压空间矢量，直接对电机定子磁链及转矩进行控制，在实现磁链控制的同时，也实现了转矩的直接控制，从而使得直接转矩控制的交流感应电机变频调速系统具有优越的动静态性能。1．2三相异步电动机和逆变器三相异步电动机和逆变器使用的是MatlabSimuli

6、nk软件中自带模型库中的模型。如图1所示：剜图l三相异步电动机和逆变器逆变器在三相异步电机的直接转矩控制系统中是一个重要原件。本文采用的是三相两点式电压型逆变器，该逆变器有三个桥臂，六个开关组成，由于同一个桥壁上的两个开关不能同时接通和断开，故共有八种开关组合。该模型八个工作电压在仅B正交定子坐标系中可以输出八个基本输出矢量，其中有两个零矢量，相当于三相异步电动机绕组短接。另外六个非零矢量组成了电压空间矢量。幅值为2U。．／3(U。为直流电压)，如图2所示(0、1收稿日期：2015．12．15作者简介：师素娟(1960一)，女，副教授，研究方

7、向：机械CAD及仿真技术、工程车辆现代设计技术方面的研究；满达(1991-)，男，硕士生，研究方向：自动控制、仪器仪表等方面的研究；马少丹(1989一)，女，硕士生，研究方向：机电一体化方面的研究。万方数据第12期基于MatlabSimulink设计的直接转矩控制系统仿真·31·代表逆变器A、B、C的开关状态)。、"㈨o)k～№(110)／＼入／。c⋯}＼／№(000)＼m‘j＼／『＼／。。劬1)V一．——二∥‰(101)一c电压空间矢量开关信号选择是直接转矩控制系统的精髓。为了实现对定子磁链的闭环控制，需要判断定子磁链的空间位置，根据定子磁

8、链在静止两相仅一13坐标系下的空间角度0得出定子磁链所在扇区(如图2所示)以a及电压矢量空间开关表最终得到电压空间矢量开关信号。仿真模型如图3所示。图2三相电压型逆