基于DSVM控制策略的异步电机直接转矩控制低速性能改进研究

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1、摘要本文针对异步电动机直接转矩控制系统低速转矩脉动大、电流畸变严重、磁链轨迹内陷、开关频率不固定等缺点，将电压空间矢量调制技术与直接转矩控制相结合，采用一种离散空间电压矢量脉宽调制(DSVM)的方法，根据不同转矩、磁链误差和速度等级，在每个控制周期内选取多个基准电压矢量来合成目标电压矢量，在不增加电路和系统复杂度的前提下增加可选电压矢量的数目。在此基础上，针对低速下零电压工作矢量频繁使用导致实际平均转矩正向偏置的缺点，本文提出一种DSVM．DTC改进策略，优化低速区扇区‘一’部分开关表，有效的抑制了电磁转矩振荡，降低了转矩脉动量，减少了电流

2、畸变，改善了电机的低速运行性能。同时结合模糊控制技术，采用模糊控制器代替传统的转矩、磁链滞环比较器，解决了传统直接转矩控制中无法准确区分定子磁链偏差、转矩偏差等级区域，对于一些不确定因素引起的微小偏差变化不能及时控制的缺点。并在模糊DSVM．DTC算法中运用角度映射思想，大大减少模糊控制规则数，提高了系统的整体运行性能。最后，基于MATLAB／Simulink平台分别构建传统DTC、传统DSVM．DTC、改进DSVM．DTC以及模糊DSVM．DTC算法的仿真模型，进行对比仿真研究。仿真结果表明，改进的DSVM策略及模糊控制算法的应用，在保证

3、开关频率恒定的前提下，明显克服了低速磁链轨迹内陷，转矩脉动大，电流畸变严重等缺点，有效的改善了直接转矩控制的低速运行性能。关键词：直接转矩控制，DSVM，模糊控制，低速性能ABSTRACTThispaperisagainstthedisadvantagesoftheinductionmotorbasedondirecttorquecontrolwhichhaslargetorqueripple，currentdistortion，fluxdepressionandunstableswitchingfrequencyinthelowspeed

4、range．Byintegratingmethodofvoltagespacevectorwithdirecttorquecontrol，ItintroducesamethodbasedondiscretespacevectormodulationfDSVM)whichmorevoltagevectorchoseninpercontrollingperiodisintegratedtotargetvoltagevectoraccordingtodifferenttorque，fluxandspeedrange．Thismethodincre

5、asesthenumberofvoltagevectorwithoutaddingcomplexityofcircuitandsystem．BasedontheanalysisofDSVM，inordertoimprovethefaultofpositivebiasofactualaveragetorque，whichcausedbythezerovoltagevectorfrequentlybeusedinlowspeed．ThispaperproposesamodifiedstrategyofDSVM—DTCtooptimizethe‘

6、一partofsectorswitchingtable，whichiSUSedtoreducethetorqueandcurrentripplesandimprovetheperformanceofsysteminthelowspeedrange．Atthesametime，byintegratingthetechnologyoffuzzycontrol，afuzzylogiccontrollerisadoptedinsteadoftheconventionalhysteresiscontrollersoftorqueandflux．Its

7、olvestheproblemsthattheVariationrangeofstatorfluxandtorquecannotbedistinguishedaccuratelyandsomesmallchangescausedbyindefinitefactorscouldnotbecontrolledtimelyinconventionaldirecttorquecontr01．Furthermore，allanglemappingstrategyiSusedinthefuzzyDSVM·DTCtoreducethefuzzycontr

8、olrulessteadily,whichavailablyimprovesthewholeperformanceofthesystem．Atlast，simulationmod