基于定子参考电压矢量预测的SVPWM直接转矩控制研究.pdf

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1、电气传动2010年第4O卷第3期ELECTRICDRIVE2010Vo1．40No．3基于定子参考电压矢量预测的SVPWM直接转矩控制研究王磊，王京，张勇军(北京科技大学高效轧制国家工程研究中心，北京100083)摘要：针对感应异步电动机直接转矩控制(directtorquecontrol，DTC)系统存在转矩和磁链脉动的缺点，推导出一种新的减小脉动的控制策略。通过对定子磁链的估算，获得下一周期的定子参考电压矢量，利用空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)技术得到逆变器的开关控制信号。通过Matla

2、b／Simulink仿真研究，验证了此算法的有效性。关键词：直接转矩控制；空间电压矢量脉宽调制；参考电压矢量；异步电机中图分类号：TM343文献标识码：AResearchofDirectTorqueControlBasedonForecastofStatorReferenceVoltageVectorandSpaceVectorPulseWidthModulationWANGLei，WANGJing，ZHANGYong—jun(NationalEngineeringResearchCenter{

3、orAdvancedRollingTechnologyinUSTB，Befing100083，China)Abstract：Consideringthedisadvantagesinfluxandtorquerippleofdirecttorquecontrolforasynchronousmotor，anewcontrolstrategytOreducethepulsewasproposed．Withestimatingthestatorflux，thestatorreferencevolta

4、gevectorofnextsampleperiodwascalculated．Theswitchingcontrolsignalsoftheinverteraregeneratedbyspacevectorpulse—widthmodulation(SVPWM)technology．Throughthesimulationresearch，theeffectivenessofthiscontrolstrategyisproved．Keywords：directtorquecontrol；spa

5、cevectorpulsewidthmodulation；referencevoltageveetor；asyn—chronousmotor本文针对异步电机，推导出了一种通过磁链值、电磁转矩值T与磁链位置角，转矩偏差估算对电压矢量进行预测的直接转矩控制策略，△T经PI调节后得到磁链增量角△，通过对参以减小转矩和磁链脉动，同时利用电压空间矢量考电压的预测计算可得出期望参考电压矢量，脉宽调制的方式不仅可以提高系统稳态性能，同再经空间矢量脉宽调制得到开关控制PWM时也使逆变器的开关频率变为近似恒定。该

6、控制信号。策略不仅算法简单、计算量少，同时能够减小和抑制转矩和磁链的脉动，提高了动、稳态特性，通过Matlab／Simulink仿真实验与传统DTC控制进行比较，验证了其优良性。1基于电压矢量预测的SVPWM直接转矩控制基本原理采用SVPWM技术的直接转矩控制系统结构如图1所示。系统检测到的电机定子电压、电流信号经3／2变换得到两相静止坐标系下电压、图1控制系统原理框图电流信号通过全速度磁链模型计算得定子磁链Fig．1Controlsystemblockdiagram基金项目：国家“211工程”

7、资助项目(010301)作者简介：王磊(1983～)，男，硕士研究生，Email．．一wang624@hotmail．corn36王磊，等：基于定子参考电压矢量预测的SVPWM直接转矩控制研究电气传动2010年第4O卷第3期2定子参考电压矢量预测卢(“1)根据电机原理及模型，异步电动机的定子磁链矢量可根据下式确定：r一l(一Rf)dt(1)J式中：H，i分别为定子电压和定子电流矢量；R(1)l，蚯(七)为定子电阻。图2磁链矢量图如果时间间隔非常短，假设丁为采样周期，Fig．2Fluxlinkag

8、evectordiagram对式(1)进行离散化后可得：，(愚+1)===lre{Isin[A9。+(忌)]“。一下+十RK。i(L2Z)一』sffJ{sin(A~)cos[~(是)]+由上式可以看出在一个极短的时间段里，某cos(A~)sin[9。(尼)])(7)一电压矢量作用后所产生的定子磁链矢量的改变量与该电压矢量具有相同的方向[1]。一[n(Ags)+g％cos()]将式(2)转化为在两相静止的口一坐标系下将式(5)转化为两相静止a一口坐标系下的分的分量形式为量，则为fl“一+十Kszs