基于矩阵变换器感应电机矢量控制系统

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1、第44卷第5期电力电子技术Vo1．4．No．52010年5月PowerElectronicsMay，2010基于矩阵变换器的感应电机矢量控制系统乐利民，林桦，余宏武(华中科技大学，湖北武汉430074)摘要：研究了一种基于矩阵变换器的感应电机矢量控制系统，该系统将矩阵变换器的优点与交流电机矢量控制的优点相结合，实现了感应电机的高性能调速。调速系统的控制策略由两大部分组成，即矩阵变换器的间接空间矢量调制策略和感应电机按转子磁场定向的双闭环矢量控制策略。为有效控制感应电机的定子电流，双闭环矢量控制策略中采用了一种基于反馈解耦及补偿的电流环控制策略，可对转矩

2、电流和励磁电流进行有效解耦和准确调节。实验证明了控制策略的可行性和有效性关键词：矩阵变换器：感应电机：矢量控制中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2010)05—0047—02VectorControlSystemofInductionMotorFedbyMatrixConverterYUELi—min．LINHua，SHEHong—WU(HuazhongUniversityofScience&Technology，Wuhan430074，China)Abstract：Amatrixconvenerfedvectorcont

3、rolsystemforinductionmotordriveisinvestigated．Thesystemcombinestheadvantagesofmatrixconvenerandvectorcontroltechniquestoachievehighperformanceofinductionmotorcontro1．Thecontrolstrategyofthedrivesystemcontainstwoparts，theindirectspacevectormodulationstrategyofthematrixconvenerand

4、therotorfield—orienteddualclosedloopvectorcontrolstrategy．Inordertocontrolthestatorcurrentefectively，afeed—backdecouplingandcompensationalgorithmforstatorcurrentloopisadoptedinthedualclosedloopvectorcontrolstrat-egy，whichisabletoachievetheeffectivedecouplingandaccurateregulation

5、oftorquecurrentandfluxcurrent．Simulationandexperimentalresuhsvalidatethefeasibilityandeffectivenessofthecontrolstrategy．Keywords：matrixconvener；inductionmotor；vectorcontrolFoundationProject：SupposedbyNaturalScienceFoundationofHubeiProvinceofChina(No．2009CDB413)1引言2矩阵变换器的调制策略矩阵变换

6、器作为一种直接AC／AC变换器．具有图1示出三相／三相矩阵变换器主电路的拓扑输入输出电流正弦、输入功率因数可控、能量可双向及双向开关的结构。主电路为9个双向开关构成的流动、无中问直流环节等一系列优点，因此在交流调3x3开关矩阵．每个双向开关由两个单向功率开关速系统中，用矩阵变换器来驱动感应电机．既可实现构成。为减小输入电流中的高次谐波对输入侧电网优良的传动性能，又能满足电网电能质量的要求⋯。的影响，矩阵变换器通常需要加装输入滤波器。由于矩阵变换器功率密度大、不含中间电解电容，因此在一些要求装置体积小、重量轻、使用寿命较长的应用场合中具有优势1广s,j(

7、ia，b，C，JA．B，C)矢量控制是20世纪70年代初提出的一种高性能交流调速方法．其基本思想是通过坐标变换将感图1矩阵变换器主电路的拓扑及双向开关的结构应电机的数学模型从静止的三相耦合坐标系变换到d．q旋转坐标系上．从而通过控制定子电流的励磁问接空问矢量调制是矩阵变换器最常用的一种分量和转矩分量来分别独立地控制磁链和转矩．实调制方法，它将矩阵变换器等效为一个电压源整流现类似于直流电机的控制。在此综合了矩阵变换器的空间矢量调制策略和感应电机按转子磁场定向的双闭环矢量控制策略，并将其应用于一台5kVA矩阵变换器驱动的感应电机调速系统。图2矩阵变换器等效

8、电路模型基金项目：湖北省自然科学基金项目(2009CDB413)整流侧输出虚拟直流电压．逆变侧