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《通用變頻器矢量控制與直接轉(zhuǎn)矩控制特性比較1》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、通用變頻器矢量控制與直接轉(zhuǎn)矩控制特性試驗比較趙爭鳴袁立強張海濤白華孟朔清華大學(xué)電機工程與應(yīng)用電子技術(shù)系，100084摘要矢量控制與直接轉(zhuǎn)矩控制作為當前兩種主要的交流電機變頻調(diào)速傳動控制方法，在實際中得到廣泛的應(yīng)用。本文是以矢量控制與直接轉(zhuǎn)矩控制策略比較為核心，在對兩者進行了理論分析的基礎(chǔ)上，在變頻器－異步電機試驗平臺上進行了試驗對比，給出兩種控制策略下異步電機電磁轉(zhuǎn)矩穩(wěn)態(tài)和動態(tài)響應(yīng)性能試驗結(jié)果。關(guān)鍵詞：矢量控制直接轉(zhuǎn)矩控制動態(tài)響應(yīng)紋波系數(shù)ThecomparisonexperimentsofGeneral
2、invertersbasedonVectorControlandDirectTorqueControlZhaoZhengming,YuanLiqiang,ZhangHaitao,BaiHua,MengshuoTheDepartmentofElectricalEngineering,TsinghuaUniv.100084Abstract:VectorControlandDirectTorqueControlarewidelyusedintheadjustablespeeddrivesystems.Base
3、donthetheoreticalanalysisofbothstrategies,theyarecomparedinanadvancedinverter-feedinductionmotorexperimentplatforminthispaper.Theresultsforsteady-stateanddynamicresponseperformancearegiven.Keywords:VectorControl;DirectTorqueControl;Dynamicresponse;Ripple
4、ratio一、試驗?zāi)康氖噶靠刂疲╒C）與直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）作為當前兩種主要的交流電機變頻調(diào)速傳動控制方法，在實際中得到廣泛的應(yīng)用。但對兩者的優(yōu)缺點以及應(yīng)用的局限性有不同的認識。為更好地澄清一些對兩者認識上的模糊不清問題，擬定從試驗的角度比較矢量控制與直接轉(zhuǎn)矩控制各自的特點及其優(yōu)缺點。二、試驗條件說明對于矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制這兩種控制方法，可以從許多方面進行比較，比如控制理論、控制軟硬件實現(xiàn)、主電路以及外圍電路要求等。鑒于實現(xiàn)樣機方式的多樣性，兩種控制方法的試驗比較具有一定的困難性。特此對本次試驗的
5、試驗條件說明如下：1）此次試驗將給出相應(yīng)的特性曲線，以及簡單的試驗結(jié)果描述。2）選定A公司的矢量控制通用變頻器（15kW，稱為“VC變頻器”）和B公司的直接轉(zhuǎn)矩控制通用變頻器（15kW，稱為“DTC變頻器”）作為本次試驗樣機。此試驗僅以此兩臺樣機作為控制方法載體來考察控制方法，樣機樣本選取問題不在此試驗中討論。3）雖然兩個變頻器是被考察控制方法的主要載體，但在此試驗中，主要的試驗數(shù)據(jù)都是從同一臺異步電機（3kW）上測取，選擇的試驗比較指標（比如，電壓電流畸變率、電磁轉(zhuǎn)矩等）都是從該電機的輸入端測取。4）
6、在試驗原始數(shù)據(jù)測取的過程中，充分考慮了試驗環(huán)境和條件的相同性（比如，環(huán)境溫度、電機起始溫度、錄波儀采樣率等）。5）由于某些指標的特殊性和試驗條件限制，這些指標不是一次測取量，是經(jīng)過其它一次測取的原始數(shù)據(jù)計算得到。在計算這些指標時，對于兩種控制方法，采用完全相同的計算公式和流程，而且該計算程序完全對外公開。對計算程序中的某些數(shù)據(jù)處理方法可能會有不同意見，可對計算程序的準確性進行充分的討論。三、試驗設(shè)備與連線此次比較試驗是在我室已有的25kW異步電機試驗平臺上完成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖3.1所示，該平臺是專門
7、針對變頻器――異步電機系統(tǒng)而設(shè)計的。圖3.1對比試驗測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖對于此次試驗來說，試驗系統(tǒng)的主要設(shè)備有：VC和DTC變頻器樣機各一臺（15kW）、3kW三相繞線式異步電機一臺、3kW直流發(fā)電機一臺、功率電阻箱一個、可變直流電壓源二套、錄波儀一臺和配套電壓電流探頭若干。三相工頻380V電源通過調(diào)壓器為變頻器供電，變頻器輸出接3kW繞線式異步電機，此電機與一等容量的直流發(fā)電機同軸連接。在試驗測試階段，通過計算機上的適配軟件對變頻器狀態(tài)進行實時控制與監(jiān)視，而試驗所需要的幾組重要的數(shù)據(jù)（Uab、Ucb、I
8、a、Ic以及變頻器幾個模擬口輸出量）則通過DL750錄波儀從電機機端和變頻器輸出端子直接測取和記錄。這些原始數(shù)據(jù)通過FTP協(xié)議從錄波儀下載計算機，并轉(zhuǎn)化為文本數(shù)據(jù)文件。最終使用這些文本數(shù)據(jù)文件在Matlab下計算出相應(yīng)的結(jié)果。在實現(xiàn)機組低速運行時，大負載轉(zhuǎn)矩是通過在直流發(fā)電機機端順接直流電源來實現(xiàn)的。工頻220V電源通過調(diào)壓器接不控整流橋，整流橋輸出并聯(lián)電容產(chǎn)生可調(diào)直流電源，該電源通過斷路器的切合來加減機組的負載。直流電源與電流電機機端之間
