基于滑模变结构与svm-dtc异步电机调速系统研究

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1、研究与开发基于滑模变结构和SVM．DTC异步电机调速系统的研究郑勇潘峰(太原科技大学，太原030024)摘要针对异步电机传统直接转矩控制系统中转矩脉动大，以及因电机负载波动等因素使调速性能变差的问题。构造了基于滑模变结构和SVM—DTC异步电机调速系统。仿真结果验证该策略减小异步电机的转矩和磁链脉动，对参数变化、干扰具有较强的鲁棒性，使得电机转速响应加快。关键词：异步电机；直接转矩控制；空间电压矢量调制；滑模变结构TheResearchBasedonSlidingModeVariableStructureandSVM-DTCforAsyn

2、chr0n0usMotorSpeedControlSystemZhengYongPanFeng(TaiyuanUniversityofScienceandTechnology,Taiyuan030024)AbstractOnthefactofthetorquerippleislargeinthetraditionaldirecttorquecontrol(DTC)systemoftheasynchronousMotorandtheproblemofspeedperformanceismadeslowbytheloadfluctuation

3、sandotherdisturbance．Anasynchronousmotorspeedcontrolsystembasedontheslidingmodevariablestructureandspacevectorpulsewidthmodulation(SVM)isstructured．Simulationsresearchverifiesthattheproposedcontrolschemesignificantlyreducestorqueandfluxripple，anditalsohasstrongrobusttomot

4、orparameteranddisturbance，increasestheresponsespeed．Keywords：asynchronousmotor；directtorquecontrol；spacevectormodulation；slidingmodevarjab】estructure1985年由德国鲁尔大学的Depenbrock教授首次节器。在不增加复杂性的基础上可进一步改善异步提出了直接转矩控制的理论，就以其新颖的控制思电机直接转矩控制系统的动静态特性。想，简洁明了的系统结构，优良的静、动态性能受到1SVM—DTC的异步电

5、机整体结构了普遍注意并得到迅速发展llJ。但传统的DTC的缺点是它的开关频率随着转速以及磁链和转矩的滞环SVM。DTC思想是基于以下基本思想：以转矩带而变化，并且低速时转矩脉动大_2]。而在基于空问的PI控制器得到的转差角频率后用来确定定子磁链电压矢量调制的直接转矩控制(SVMDTC)异步电角，再根据给定的磁链幅值，进行直接的定子磁链机中，可根据转矩误差和定子磁链误差借助于SVM控制所获得控制电压驱动SVPWM，以取代传统的原理实时合成出一个最佳电压作用于电机，使得转矩转矩磁链滞环控制以及开关表来获得逆变器电压的和磁链误差恰好得到补偿，从

6、而减小了转矩和磁链脉直接转矩控制策略。动；采用矢量的对称调制，达到开关频率恒定的效果、图1中的基于空问电压矢量调制技术的直接转减小电机运行噪声、电流的正弦度较好J。矩控制的异步电机系统和传统的直接转矩不同的控滑模变结构控制不仅具有响应快，对系统参数制环节主要有4个模块，即PI转矩控制模块，参考和外部扰动呈不变性，而且算法简单，易于工程实电压计算模块，参考定子磁链计算模块，SVPWM现等特。将其用于速度调节器中，以代替PI调模块。以下分别介绍各模块。l2012年第12期电号技术J13研究与开发1)PI转矩控制模块由式(1)可知，在稳定状态时

7、定子磁链保持恒re和转差角频率的关系如下[]：定，动态转矩的变化取决于转差角频率，因此可以设计PI转矩调节器，它的输入是系统的转矩误差面Lm州I(1-e-t／TM)㈩△，输出是转差角频率。图1滑模变结构在基于SVM．DTC异步电机调速系统的结构2)参考定子磁链计算模块压调制能够利用逆变器提供的8种电压，在一个周由转子角频率和转矩PI控制器得出l，从期内调制任意电压矢量。它的基本原理如下：面确定了定子磁链角如下：对于任意给定的电压Us，通过所在扇区的两相邻电=+(2)压及零矢量来合成，如图2所示。出(3)再由给定的参考定子磁链幅值，按下面可

8、以确定口，轴上的参考定子磁链如下式：=c。s(4)=sin(5)3)参考电压计算模块图2参考电压映射关系图‰。(6)根据伏．秒平衡关系=UoTo++(8)。㈩Ts=To++(9)可得为合成参考