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《基于Matlab-Simulink的異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真-何萍》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、電氣應(yīng)用!""#年第!$卷第%期·電機(jī)技術(shù)·"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""基于!"#$"%/&’()$’*+的異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真何萍郭軍(中國航天科技集團(tuán)公司四院!"#所$#""%&)摘要對(duì)’()*+(,-自帶的電機(jī)模塊存在的問題進(jìn)行了闡述。在異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,利用./0+/1/’()*+(,-軟件建立了電機(jī)模型和直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)模型。詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的主要模塊。通過仿真實(shí)驗(yàn),得到了定子磁鏈、轉(zhuǎn)速的仿真波形,驗(yàn)證了控制策略的正確性。關(guān)鍵詞./0+/1/’()
2、*+(,-異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制,引言直接轉(zhuǎn)矩控制變頻調(diào)速技術(shù),是%"世紀(jì)2"年代由德國魯爾大學(xué)的3454,1678-教授和日本學(xué)者9/-/:/;:(提出的。它用空間矢量分析方法,在二相靜止坐標(biāo)系下計(jì)算、控制異步電動(dòng)機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩,采用兩點(diǎn)式調(diào)節(jié)產(chǎn)生<=.信號(hào),直接對(duì)逆變器的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行最佳控制,以獲得轉(zhuǎn)矩的高動(dòng)態(tài)圖#直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)原理框圖性能。直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)自誕生起就以其新穎的控制思想,簡潔明了的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),優(yōu)良的靜、動(dòng)態(tài)性能受到了普遍的注意和得到迅速的發(fā)展[#]。./0+/1/’()*+(,-是一個(gè)用來對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行.&’()$’*+仿真試驗(yàn)建模、仿真和分析的可視
3、化軟件包,用戶利用該軟件包可以迅速建立起各種連續(xù)、離散或者混合的線./,&’()$’*+自帶的012*3456*6)1("34’*7模塊性和非線性系統(tǒng),可以在仿真過程中方便直觀地觀存在的問題測系統(tǒng)各處的動(dòng)態(tài)變化,方便地對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。./0+/1/’()*+(,-自帶的模塊庫中有’()*+(,-包含許多的模塊庫,利用這個(gè)仿真軟件,?;@,8:67,7*;)/8:(,4模塊,但利用這個(gè)模塊仿使得研究人員不必再將大量的精力用于編寫程序,真,發(fā)現(xiàn)它存在兩個(gè)問題[A]:用戶只需要利用鼠標(biāo)點(diǎn)擊、拖動(dòng)所需的模塊進(jìn)行操(#)./0+/1電機(jī)模型的實(shí)現(xiàn)也是基于二相旋作??傊?,利用’(
4、)*+(,-軟件來建模仿真是非常轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的,但其坐標(biāo)系的定義與習(xí)慣的定義不一方便的。致?!?)<7B46;@;04);中電機(jī)模型/18坐標(biāo)系與二相靜止"坐標(biāo)系的關(guān)系如圖%所示。習(xí)慣的定義#-直接轉(zhuǎn)矩控制原理如圖A所示。直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)原理框圖如圖#所示[%]。(%)根據(jù)公式,如果電機(jī)起動(dòng)時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩小于磁鏈模型負(fù)載轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)子會(huì)向電磁轉(zhuǎn)矩相反方向轉(zhuǎn)動(dòng),就會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速為負(fù)的情況。而實(shí)際系統(tǒng)只會(huì)出現(xiàn)起動(dòng)不!;"#!!(";"##$;%;"#)>&了,轉(zhuǎn)速仍為"?!?)<7B46;@;04);的異步電機(jī)模轉(zhuǎn)矩模型型沒對(duì)這種情況進(jìn)行處理?!?!(5(!;"%;##!;#%;")針對(duì)
5、這種情況,采取自建電機(jī)模型的方法來建立仿真模型。—*)—基于G/,C/@/"#$0C#1H的異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真電氣應(yīng)用!""#第!$卷第%期%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%!$*!#!’/2’$2#!**!#$*"2’*2’$**"$(-)$*!’$2’)2*)!"$*"$"2’$2’)$"*)"$轉(zhuǎn)矩方程為0($"4($*!**")$*"**!)(7)運(yùn)動(dòng)方程為圖!"#$%&’()*+*,($*的異步電機(jī)模型靜止坐標(biāo)系定義19#)0($08&(:)"492式中,%
6、、%為定轉(zhuǎn)子電阻;’、’、’為二.!*)$相靜止坐標(biāo)系下定子、轉(zhuǎn)子自感和定轉(zhuǎn)子間互感;#為電機(jī)角轉(zhuǎn)速度;0(為電磁轉(zhuǎn)矩;08為負(fù)載轉(zhuǎn)矩;"為電機(jī)極對(duì)數(shù);#、#、#、#、*、4!.".!!"!!.*".、*!!、*"!為二相靜止坐標(biāo)系下定、轉(zhuǎn)子電壓和電流;$、$、$、$為二相靜止坐標(biāo)系下!.".!!"!定轉(zhuǎn)子磁鏈;(為微分算子。圖-習(xí)慣的異步電機(jī)靜止坐標(biāo)系定義根據(jù)式(.)!式(:)建立的模型如圖7所(.)采用習(xí)慣的坐標(biāo)系定義方式建立模型。示。;<=>為逆變器輸入電壓,;?>為直流(!)在轉(zhuǎn)速輸出加上一個(gè)"/,0)/,#&1模塊,將母線電壓,;!0/@A將逆變器輸入電壓轉(zhuǎn)
7、換為輸出轉(zhuǎn)速限定在2!32!/"4(!為頻率,"4為極電機(jī)定子相電壓;-*/!*進(jìn)行三相靜止坐標(biāo)系到二對(duì)數(shù))之間。相靜止坐標(biāo)系的變換;A0))(1,*,/,(為根據(jù)式(!)!"#異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型及仿真模型建立建立的模型;BC0D為根據(jù)式(-)建立的磁鏈方程交流電機(jī)在二相靜止坐標(biāo)系下的電壓矩陣方程模型;,&)E0(*4((9為根據(jù)式(:)建立的模型。如為[!]-F.節(jié)所述,在轉(zhuǎn)速輸出加上了一個(gè)"/,0)/,#&1模!#!.#!%.&’*(2’$(2#!*!.#塊,使電機(jī)模型與實(shí)際電機(jī)轉(zhuǎn)速輸出情況相符。并#且采用習(xí)慣的坐標(biāo)系建立電機(jī)模型。".2%.&’*