基于直接转矩控制能量回馈型异步电机测功系统研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com《自动化与仪器仪表》2012年第6期(总第164期)基于直接转矩控制的能量回馈型异步电机测功系统的研究木黄永福。，卓菡(福州大学电气工程与自动化学院福州，350108)(福建检验检疫局技术中心福州，350003)摘要：针对传统测功机工作时能量消耗严重的现象，本文研究出一种新型带能量回馈的异步电机测功系统。该系统采用直接转矩控制技术，通过给定异步测功机的电磁转矩来实现被试电机的负载加载，实现被试电机机械特性测试；通过构建直流母线，将异步测功机上的能量回馈到被试机，解决了传统测功机能源消耗严重问题。采用Mat1ab／si

2、mu1ink仿真表明，相比传统测功机，该系统大大降低了能源消耗。此外该系统也是双向测功系统，具有运用范围广泛、系统构建简便的特点。关键词：直接转矩；异步测功系统；能量回馈；SVPWM；PI调节器Abstract：Anewasynchronousdynamometersystemwithenergyfeedbackisdevelopedtosolvetheproblemofseriousenergyconsumptionwhichexitsintraditionaldynamometerwhenworking．Basedondirect-torqueco

3、ntroltechnology,thesystemaccomplishesthemechanicalpropertiestestofmotorundertest(MUT)．Inthesystem，theloadofMUTisappliedbyagiventorquevalueofdynamometenBybuildingDCbus，theenergyindynamometerisfeedbackedtoMUTtosolvetheproblemofseriousenergyconsumptionwhichexitsintraditionaldynamom

4、eter．SimulationbyMatlab／simulinkdemonstratesthatthesystemreduceenergyconsumptionsignificantly,comparedtotraditionaldynamometer．Inaddition，thesystemisabidirectionaldynamometersystemwimpossessingtheadvantageofwideapplicationandconvenientconstruction．Keywords：direct-torquecontrol；a

5、synchronousdynamometersystem；energyfeedback；SVPWM；PIregulator中图分类号：TM341文献标识码：A文章编号：1001-9227(2012)一06—0037—030引言1测功系统组成目前，传统常用的测功机(Dynamometer)有水力测功机、该系统由测功机、被试机、公共直流母线三部分组成，具磁滞测功机、电涡流测功机等，这些测功机工作时都以产生热体的结构框图详见图1。顶部是系统的公共部分，三相电网电能作为负载，不仅能量消耗严重，而且还需配置散热装置。在源整流滤波为直流电源；被试机部分是由公共直流

6、母线供电，测功机工作时对测功机产生的能量进行回馈利用、降低能耗是采用SVPWM调制技术逆变为三相工频电源为被试机供电，被试今后测功机的发展和应用方向。机处于电动状态；测功机部分中的电机采用比被试机功率略大直接转矩控制技术是继矢量控制之后发展起来的一种异步的三相异步电机，采取基于转矩和磁链PI调节器控制SVPWM调电机高性能控制策略。通过转矩调节器将交流电机转矩给定值制的直接转矩控制策略，使其处于发电状态为被试机提供负载与转矩观测值进行比较，把转矩波动限制在一定容差范围内，转矩。被试机与测功机间采用联轴器连接，速度相等。常用于交流电机的变频调速控制。转矩

7、观测可通过测量和计算获得，直接转矩控制技术实际上是一种无转矩传感器控制技—r———丁术。。⋯毒———；本文采用转矩和磁链双PI调节器，结合空间矢量脉宽调ll⋯～卜_lL制(SVPWM)技术生成交流电机所需的供电电压状态，将直接转⋯矩控制技术应用于异步电机测功系统中。采用异步电机作为测上一ll瓣瓣Il功机，在测功机处于发电状态下，通过直接转矩技术为被试机(MUT)提供给定负载转矩；此外，在测功机和被试电机间搭建直：流母线，实现了测功机的能量回馈到被试电机上，经Matlab／simulink仿真验证，采用该系统比传统测功系统节约能量超过5O％。图1能量回馈

8、型异步测功系统组成2SVPWM调制的直接转矩测功系统原理异步测功机三相定子电流iA、iB、ic