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《電機直接轉(zhuǎn)矩控制的研究與發(fā)展方向》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、電機直接轉(zhuǎn)矩控制的研究與發(fā)展方向摘要：異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)是繼矢量控制技術(shù)之后的一種具有良好的靜態(tài)與動態(tài)性能的交流傳動控制技術(shù)。本文在研究了傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的基礎上，介紹一種新型的定子磁鏈觀測器和調(diào)節(jié)器，采用新型的電壓矢量選擇表代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電壓矢量選擇表，最后敘述了直接轉(zhuǎn)矩控制的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：異步電機，直接轉(zhuǎn)矩控制，定子磁鏈觀測器ResearchofDirectTorqueControlofAsynchronousMotorAbstract:FollowingtheVectorControl(VC)technique,DirectTorqueControl(DTC)ofasynch
2、ronousmotorisanACdrivingcontroltechniquewhichhashighstaticanddynamicperformance.OnthebasisofthestudyofthetraditionalDTC,anewstatorfluxobserverandcontrollerisproposedinthispaper,andthetraditionalvoltagevectorselectiontableisreplacedbyanewselectiontable.Thelast,thispaperdescribesthedirectionofdevelopm
3、entofDirectTorqueControl.KeyWords:asynchronousmotor，DTC，statorfluxobserver1異步電機調(diào)速系統(tǒng)控制策略發(fā)展概況異步電機相對于直流電機在結(jié)構(gòu)簡單、維護容易、對環(huán)境要求低以及節(jié)能和提高生產(chǎn)力等方面具有明顯的優(yōu)勢，使它已經(jīng)廣泛運用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、國防以及日常生活之中。11交流調(diào)速的優(yōu)越性早在20年代就己被人們所認識，但受到器件的限制，投資大、效率低、體積大而未能推廣。50年代中期，晶閘管的研制成功，使交流電機調(diào)速技術(shù)有了飛躍發(fā)展。早期交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的主回路基本上都采用SCR開關(guān)器件，輸出的電壓或電流波形中含有較多的諧波
4、，造成電機轉(zhuǎn)矩脈動大，功率因數(shù)較差。雖然實現(xiàn)了交流電機在一定范圍內(nèi)的調(diào)速，但還不能與直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美，只能應用于一些調(diào)速要求不高的場合，如風機、泵類等負載的拖動。隨后發(fā)展的滑差頻率速度閉環(huán)控制系統(tǒng)基本上解決了異步電機平滑調(diào)速的問題，同時也基本上具備了直流電機雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的優(yōu)點，結(jié)構(gòu)也不算太復雜，己能滿足許多工業(yè)應用的要求，具有較廣泛的應用價值。然而，當生產(chǎn)機械對調(diào)速系統(tǒng)的動靜態(tài)性能提出更高要求時，上述系統(tǒng)還是比直流調(diào)速系統(tǒng)略差一些。原因在于，其控制規(guī)律是從異步電機穩(wěn)態(tài)等效電路和穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩公式出發(fā)推導出的平均值控制，完全不考慮過渡過程，因而在系統(tǒng)設計時，不得不做出較強的假設，忽略較多的因素，才
5、能得出一個近似的傳遞函數(shù)，這就使得設計結(jié)果與實際相差較大，系統(tǒng)在穩(wěn)定性、起動及動態(tài)響應等方面的性能尚不能令人滿意。后來在國內(nèi)外學者的努力研究下，不斷探索新的交流電機控制方案，交流調(diào)速的應用日益廣泛。尤其是70年代以來，大規(guī)模集成電路和計算機控制技術(shù)的發(fā)展，以及現(xiàn)代控制理論的應用，為交流電力拖動系統(tǒng)的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。1971年，德國學者F.Blaschke提出了交流電機的磁場定向矢量控制理論[1]，標志著交流調(diào)速理論的重大突破。所謂矢量控制，就是交流電機模擬成直流電機來控制，通過坐標變換來實現(xiàn)電機定子電流的激磁分量和轉(zhuǎn)矩分量的解禍，然后分別獨立調(diào)節(jié)，從而獲得高性能的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速響應特性。矢量控
6、制主要有兩種方式：磁場定向矢量控制和轉(zhuǎn)差頻率矢量控制。但無論采用哪種方式，轉(zhuǎn)子磁鏈的準確檢測是實現(xiàn)矢量控制的關(guān)鍵，直接關(guān)系到矢量控制系統(tǒng)性能的好壞。一般地，轉(zhuǎn)子磁鏈檢測可以采用直接法或間接法來實現(xiàn)。直接法就是通過在電動機內(nèi)部埋設感應線圈以檢測電機磁鏈，這種方式會使簡單的交流電機結(jié)構(gòu)復雜化，降低了系統(tǒng)的可靠性，磁鏈的檢測精度也不能得到長期的保證。因此，間接法是實際應用中實現(xiàn)磁鏈檢測的常用方法。這種方法通過檢測電機的定子電壓、電流、轉(zhuǎn)速等可以直接檢測的量采用狀態(tài)重構(gòu)的方法來觀測電機的磁鏈。這種方法便于實現(xiàn)，也能在一定程度上確保檢測精度，但由于在狀態(tài)重構(gòu)過程中使用了電機的參數(shù)，如果環(huán)境變化引起電機參
7、數(shù)變化，就會影響到磁鏈的準確觀測。為補償參數(shù)變化的影響，人們又引入了各種參數(shù)在線辨識和補償算法，但補償算法的引入也會使系統(tǒng)算法復雜化。1985年，德國魯爾大學的DePenbrock教授提出了一種新型交流調(diào)速理論一直接轉(zhuǎn)矩控制。這種方法結(jié)構(gòu)簡單，在很大程度上克服了矢量控制中由于坐標變換引起的計算量大，控制結(jié)構(gòu)復雜，系統(tǒng)性能受電機參數(shù)影響較大等缺點，系統(tǒng)的動靜態(tài)性能指標都十分優(yōu)越，是一種很有發(fā)展前途的
