異步電機(jī)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(duì)異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制概要-對(duì)于異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制，弱磁運(yùn)行時(shí)需要當(dāng)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度超過額定速度。確定弱磁運(yùn)行點(diǎn)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(jì)算公式。在此基礎(chǔ)上，通過torque-slip定子磁場(chǎng)來定向控制模型的建立。弱磁運(yùn)行區(qū)域可通過2個(gè)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(shí)加載），并且弱磁運(yùn)行點(diǎn)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(yùn)行點(diǎn)來檢查安全

2、領(lǐng)域的。實(shí)驗(yàn)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，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(gè)新的技術(shù)的交流驅(qū)動(dòng)器[1]-[2]。今天，直接轉(zhuǎn)矩控制和風(fēng)險(xiǎn)投資（向量控制）已成為最常用的方法在交流傳動(dòng)控制領(lǐng)域[3]-[7]。與傳統(tǒng)的磁場(chǎng)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(yáng)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(yùn)作

3、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(yùn)行中進(jìn)行分析。對(duì)于無刷直流電機(jī)弱磁的運(yùn)行，[20]和[21]已經(jīng)作出的假設(shè)磁場(chǎng)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(duì)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(gè)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(diǎn)最大平均同步速度必須大于電機(jī)運(yùn)行速度。然后torque-s

4、lip異步電機(jī)模型推導(dǎo)出最大平均同步速度，其中第二個(gè)必要條件，異步電動(dòng)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(diǎn)的扭矩必須大于阻尼力矩（當(dāng)加載時(shí)的阻尼轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩）對(duì)于被兩個(gè)必要條件和最佳的弱磁運(yùn)行點(diǎn)獲得的弱磁區(qū)的定子鐵芯做出的利用分析。在權(quán)力的限制和目前的操作點(diǎn)進(jìn)行檢查。電機(jī)弱磁運(yùn)行點(diǎn)所確定的算法，本文提出說明了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。二、最大平均同步速度在異步電動(dòng)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(dòng)時(shí)（這兒是非零向量和反向向量），這個(gè)平均速度就是定子磁鏈最大

5、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(jì)算圖表。在那里，D是滯后的帶寬，它已被假定為。點(diǎn)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(yùn)動(dòng)周期是：圖1。最大平均計(jì)算定子磁鏈同步速度計(jì)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(jì)算如下：.---當(dāng)電機(jī)需要運(yùn)行在，定子磁鏈已經(jīng)減少，這時(shí)獲得。因此，異步電機(jī)弱磁運(yùn)行速度的第一個(gè)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(yùn)行速度，這時(shí)：三、感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩模

6、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(diǎn)A對(duì)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(yùn)作時(shí)，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(yùn)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(diǎn)是操作點(diǎn)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)在一定的速度（空載）。當(dāng)需要運(yùn)行在恒定速度（加載），當(dāng)定子磁鏈在運(yùn)動(dòng)周期時(shí)，減少一些零向量可以提高定

7、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(diǎn)從C點(diǎn)移動(dòng)到D點(diǎn)。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(diǎn)D繼續(xù)向上走直到達(dá)到極限點(diǎn)B。在這一點(diǎn)上，沒有任何零向量和運(yùn)行在最大平均同步速度的定子磁鏈，因此扭矩點(diǎn)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(huì)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(gè)中斷周期，推進(jìn)向

8、量是用來增加瞬時(shí)滑動(dòng)，從而增加電磁轉(zhuǎn)矩。然而零向量的引進(jìn)是為了立即改變負(fù)滑。從而電磁轉(zhuǎn)矩會(huì)迅速下降?？偟膩碚f，在一個(gè)定子磁鏈運(yùn)動(dòng)周期，采用零向量實(shí)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(shí)現(xiàn)速度控制操作。電機(jī)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程（空載）是由:對(duì)于穩(wěn)定運(yùn)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(shí)電機(jī)最大平均同步轉(zhuǎn)速（速度），其中的關(guān)鍵操作點(diǎn)是A和B.因此，異步電機(jī)弱磁運(yùn)行速度的第二必要條件已