異步電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制

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1、通過磁通減弱速度的操作來研究對異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制概要-對于異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制，弱磁運行時需要當(dāng)電機(jī)的運動速度超過額定速度。確定弱磁運行點的關(guān)鍵是速度的控制。在本文中，定子磁鏈的定義是通過最大平均同步速度來直接控制算法以及計算公式。在此基礎(chǔ)上，通過torque-slip定子磁場來定向控制模型的建立。弱磁運行區(qū)域可通過2個必要條件，最大平均同步轉(zhuǎn)速和扭矩必須分別超過額定轉(zhuǎn)速和阻尼力矩（阻尼轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩時加載），并且弱磁運行點是根據(jù)定子鐵芯確定的。功率和電流的公式，分別給出了弱磁通過運行點來檢查安全領(lǐng)域的。實驗結(jié)果證明了文中方法的正確性和有效性來確定弱磁的。關(guān)鍵詞—直接轉(zhuǎn)矩控制，弱磁，

2、感應(yīng)電機(jī)。一、簡介直接轉(zhuǎn)矩控制（直接轉(zhuǎn)矩控制）已發(fā)展為一個新的技術(shù)的交流驅(qū)動器[1]-[2]。今天，直接轉(zhuǎn)矩控制和風(fēng)險投資（向量控制）已成為最常用的方法在交流傳動控制領(lǐng)域[3]-[7]。與傳統(tǒng)的磁場定向控制技術(shù)，直接轉(zhuǎn)矩控制算法不需要坐標(biāo)變換和脈寬調(diào)制調(diào)節(jié)器，從而使控制策略與結(jié)構(gòu)變得簡單。在直接轉(zhuǎn)矩控制提出和發(fā)展后[8]，該算法也被發(fā)揚光大在永磁同步電機(jī)[9]和[13-17]無刷直流電機(jī)控制領(lǐng)域。電機(jī)在弱磁區(qū)的運作所需的許多應(yīng)用中，[18]提出了最大轉(zhuǎn)矩電流控制比方案，并在[19]永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制，弱磁運行中進(jìn)行分析。對于無刷直流電機(jī)弱磁的運行，[20]和[21]已經(jīng)作出的假設(shè)

3、磁場分別是班輪和正弦。[22]用諧波分析方法，它采用d-q模型分析了基波和諧波。在本文中，定子磁鏈最大平均同步速度被定義，然后給出的估算公式之間的關(guān)系和對定子磁鏈給定最大平均同步轉(zhuǎn)速和定子磁鏈振幅的分析，因此第一個必要條件異步電機(jī)磁通減弱的速度也就是定子磁鏈在弱磁點最大平均同步速度必須大于電機(jī)運行速度。然后torque-slip異步電機(jī)模型推導(dǎo)出最大平均同步速度，其中第二個必要條件，異步電動機(jī)的磁通減弱操作速度被獲得，最大平均同步速度在弱磁點的扭矩必須大于阻尼力矩（當(dāng)加載時的阻尼轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩）對于被兩個必要條件和最佳的弱磁運行點獲得的弱磁區(qū)的定子鐵芯做出的利用分析。在權(quán)力的限制和目前

4、的操作點進(jìn)行檢查。電機(jī)弱磁運行點所確定的算法，本文提出說明了實驗結(jié)果。二、最大平均同步速度在異步電動機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制算法中，定子磁鏈最大平均同步速度的定義是：當(dāng)定子磁鏈繼續(xù)循環(huán)轉(zhuǎn)動時（這兒是非零向量和反向向量），這個平均速度就是定子磁鏈最大平均同步速度。如圖1所示的是定子磁鏈最大平均同步速度計算圖表。在那里，D是滯后的帶寬，它已被假定為。點A是在α固定軸和以下方程獲得的：這兒是非零向量，并且定子磁鏈的運動周期是：圖1。最大平均計算定子磁鏈同步速度計算圖表然而它已被假定，根據(jù)幾何關(guān)系，給出了下列表達(dá)式：因此，定子磁鏈的最大平均同步速度大約可以計算如下：當(dāng)電機(jī)需要運行在，定子磁鏈已經(jīng)減少，這

5、時獲得。因此，異步電機(jī)弱磁運行速度的第一個必要條件是在定子磁鏈已經(jīng)減少后，最大平均同步速度要高于電機(jī)的運行速度，這時：三、感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩模型IM的穩(wěn)態(tài)模型在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)d-q可以被表示成矩陣形式如下：把帶進(jìn)去，力矩表示為：當(dāng)保持一定，圖表中和的變化如圖2所示。在圖2中，點A對應(yīng)的最大理論扭矩，可以寫為：然后忽略定子和轉(zhuǎn)子漏電感，假設(shè)，所以在電機(jī)正常運作時，已假定。在圖2中重線顯示的是作業(yè)區(qū)的感應(yīng)電機(jī)。當(dāng)電機(jī)運行在一定的速度，這是不可能有無負(fù)載或有不同的負(fù)載量，從而使電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩不同。在直接轉(zhuǎn)矩控制中，圖2中C點是操作點，當(dāng)電動機(jī)在一定的速度（空載）。當(dāng)需要運行在恒定速度（加載），當(dāng)定子

6、磁鏈在運動周期時，減少一些零向量可以提高定子磁鏈的平均同步速度，從而提高滑移和電磁轉(zhuǎn)矩，并且使操作點從C點移動到D點。此外，如果負(fù)載增加，一些零向量必須相應(yīng)降低，然后操作點D繼續(xù)向上走直到達(dá)到極限點B。在這一點上，沒有任何零向量和運行在最大平均同步速度的定子磁鏈，因此扭矩點B被定義為平均最大同步速度轉(zhuǎn)矩。在直接轉(zhuǎn)矩控制感應(yīng)電機(jī)系統(tǒng)中，定子磁鏈的振幅是恒定的，所以當(dāng)電機(jī)工作在一定的速度，電機(jī)轉(zhuǎn)矩變化會隨著定子磁鏈平均同步速度的變化而變化。圖2。torque-slip模型圖圖3。最大平均速度同步定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系圖在一個中斷周期，推進(jìn)向量是用來增加瞬時滑動，從而增加電磁轉(zhuǎn)矩。然而零向量的

7、引進(jìn)是為了立即改變負(fù)滑。從而電磁轉(zhuǎn)矩會迅速下降?？偟膩碚f，在一個定子磁鏈運動周期，采用零向量實際上是調(diào)整的定子磁鏈平均速度，因此電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的變化，即實現(xiàn)速度控制操作。電機(jī)機(jī)械運動方程（空載）是由:對于穩(wěn)定運行的速度，這就要求當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速，電機(jī)的最大平均同步速度轉(zhuǎn)矩必須滿足，如圖3。圖3顯示當(dāng)定子磁鏈的變化時電機(jī)最大平均同步轉(zhuǎn)速（速度），其中的關(guān)鍵操作點是A和B.因此，異步電機(jī)弱磁運行速度的第二必要條件已經(jīng)獲得，這是：在弱磁運行，該電機(jī)最大平均同