EMTDC的直接转矩控制仿真研究-论文.pdf

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1、第37卷第2期上海船舶运输科学研究所学报Vo1．37No．22014年6月JOURNAIOFSHANGHAISHIPANDSHIPPINGRESEARCHINSTITUTEJun．2014文章编号：1674—5949(2014)02—0026—06基于PSCAD／EMTDC的直接转矩控制仿真研究邵楠楠，李勇(上海船舶运输科学研究所，上海200135)摘要：直接转矩控制系统(DTC)是针对异步电动机发展起来的一种高性能交流调速系统，利用电磁暂态仿真程序(EMTDC)研究其动态性能具有独特的优势。运

2、用PSCAD／EMTDC仿真工具，构建了圆形磁链轨迹的直接转矩控制仿真模型。通过与c语言进行混合编程，建立了扇区判断和开关选择自定义模块，用于选择恰当的电压空间矢量，实现对逆变器的控制。仿真结果表明，异步电动机的直接转矩控制具有良好的速度响应。关键词：三相异步电动机；圆形磁链轨迹；直接转矩控制；PSCAD／EMTDC中图分类号：TM343．2文献标志码：ASimulationResearchonDirectTorqueControlwithPSCAD／EMTDCShaoNannan，LiYong

3、(ShanghaiShipandShippingResearchInstitute，Shanghai200135，China)Abstract：Directtorquecontrol(DTC)hasbeendevelopedforinductionmotorstoachievehigh～performancespeedcontro1．ThesoftwareElectromagneticTransientinDCSystem(EMTDC)hasspecialadvantagesinstudying

4、thedynamicperformanceofDTC．ThesimulationmodelofcircularfluxlinkageDTCisdevelopedwiththesimulationtoolPSCAD／EMTDC．ThecustommademodelsforsectordeterminationandswitchtableselectionarebuiltwithClanguageandlinkedtothePSCAD／EMTDCsoftwareinordertochoosethea

5、ppropriatevoltagespacevectortocontroltheinverter．SimulationresultsshowthatthecircularfluxlinkageDTChasagoodspeedresponse．Keywords：three—phaseinductionmotor；circularfluxlinkagelocus；directtorquecontrol；PSCAD／EMTDC0引言船舶电力推进系统具有推进效率高、机动性能好、噪声低等优点，已在船舶制造

6、中逐步得到普及推广。目前，基于电力推进系统的船舶紧急减速或者制动所产生再生能量的处理方式主要通过直流侧接入电阻进行能量消耗式制动。能量消耗式制动造成了能量浪费，同时采用二极管整流桥，会产生谐波污染。因此，再生能量的回馈和利用成为研究领域亟待解决的关键问题。针对船舶电力推进系统中普遍采用的“交一直一交”电压型变频拓扑结构，在变频器“交一直”部分，一般采用三相电压型PWM整流技术；在“直一交”部分，为使推进电机在加减速或负载变化的动态过程中可获得快速的转矩响应，采用转矩性能良好的直接转矩控制技术。在

7、研究异步电动机直接转矩控制的动态性能方面，与Matlab／Simulink等仿真工具相比，电磁暂态仿真程序(ElectromagneticTransientPrograminDCSystem，EMTDC)具有独特的优势。EMTDC计算步长可达到微秒级，能精确仿真交直流系统中电磁暂态；采用插值算法，能准确地确定电压电流过零点、晶闸管通断的时刻。因此，EMTDC仿真算法十分适合由电力电子器件(如变频器、电动机、发电机等)组成系统的仿真。PSCAD是EMTDC的图形用户界面，提供了C语言、Fortra

8、n和Matlab的接口，允许自定义模块。针对三收稿日期：2014—05—22作者简介：邵楠楠(1986一)，男，安徽淮北人，研究实习员，硕士，主要从事船舶电站监控。邵楠楠，等：基于PSCAD／EMTDC的直接转矩控制仿真研究27相鼠笼型异步电动机，搭建了圆形磁链轨迹的直接转矩控制(DirectTorqueControl，DTC)模型；基于PSCAD／EMTDC的仿真研究结果表明，DTC具有良好的速度响应。1直接转矩控制的基本原理1．1异步电动机两相静止坐标系数学模型DTC在异步电动机两相静止坐标