異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的設(shè)計

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1、網(wǎng)絡(luò)教育學院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）題目：基于MATLAB異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的設(shè)計學習中心：大連理工大學網(wǎng)絡(luò)教育學院層次：?？破瘘c本科專業(yè)：電氣工程及其自動化年級：2010年秋季學號：101132409221學生：王子健指導教師：唐興波完成日期：2012年8月16日異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的設(shè)計摘要直接轉(zhuǎn)矩控制(DirectTorgueControl，DTC)系統(tǒng)利用空間矢量的分析方法，直接在定子坐標系下計算和控制交流電動機的磁鏈和轉(zhuǎn)矩。采用定子磁場定向，直接跟蹤定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩。借助于離散的兩點式調(diào)節(jié)(Bang—B

2、ang控制)產(chǎn)生PWM信號,對逆變器的開關(guān)狀態(tài)進行最佳控制，以獲得高動態(tài)性能的轉(zhuǎn)矩響應。定子磁鏈運動軌跡近似為圓形的控制方案是，通過實時計算電機轉(zhuǎn)矩與磁鏈的誤差，結(jié)合電機定子磁鏈的空間位置來選擇相應的開關(guān)矢量。為了能夠更好的，更直觀的觀測圓形磁鏈軌跡，了解直接轉(zhuǎn)矩控制的特點及其所能達到的效果，本論文在對異步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理進行充分分析的基礎(chǔ)上,采用圓形磁鏈軌跡控制方法，建立了異步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的MATLAB／SIMULINK仿真模型。在對磁鏈、轉(zhuǎn)矩估算模型的分析設(shè)計過程中，本文對幾種估算模型進行了比

3、較，最終綜合了這幾種模型的優(yōu)點，設(shè)計出了磁鏈轉(zhuǎn)矩估算的模型?？紤]到實際中對轉(zhuǎn)矩的需要是第一位的，本文制定了優(yōu)先調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩的控制策略，為了能夠更好的實現(xiàn)對轉(zhuǎn)矩的控制，專門設(shè)計了轉(zhuǎn)矩的三值調(diào)節(jié)器，并在電壓空間矢量選擇上，以優(yōu)先考慮達到轉(zhuǎn)矩要求。在對磁鏈、轉(zhuǎn)矩估算模型的分析設(shè)計過程中，本文在幾種估算模型中選擇了磁鏈轉(zhuǎn)矩估算的模型?？紤]到實際中對轉(zhuǎn)矩控制的需要是第一位的，本文制定了優(yōu)先調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩的控制策略。為了能夠更好的實現(xiàn)對轉(zhuǎn)矩的控制，專門設(shè)計了轉(zhuǎn)矩的三值調(diào)節(jié)器，并在電壓空間矢量選擇上，以優(yōu)先考慮達到轉(zhuǎn)矩要求。關(guān)鍵詞:直接轉(zhuǎn)矩控

4、制；空間矢量；圓形磁鏈軌跡；異步電動機；磁鏈轉(zhuǎn)矩估算異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的設(shè)計目錄引言11直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)概況21.1直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的產(chǎn)生及應用21.2直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的發(fā)展21.3論文內(nèi)容42直接轉(zhuǎn)矩控制理論52.1概述52.2直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理52.2.1異步電機動態(tài)數(shù)學模型52.2.2三相電壓型逆變器的輸出電壓狀態(tài)72.2.3空間電壓矢量82.2.4異步電機的磁鏈觀測模型92.2.5磁鏈、轉(zhuǎn)矩與空間電壓矢量的關(guān)系102.3直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的基本組成122.3.1磁鏈調(diào)節(jié)器132.3.2轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器142.

5、3.3磁鏈扇區(qū)劃分和確定單元152.3.4開關(guān)信號選擇單元162.3.5逆變器的開關(guān)頻率調(diào)節(jié)172.4本章小結(jié)173仿真工具與仿真算法的選擇183.1仿真工具的選擇183.1.1常用的仿真語言及仿真工具183.1.2MATLAB／SIMULINK簡介183.2仿真算法193.2.1常用的仿真算法193.2.2SIMULINK中的仿真算法193.3本文對算法的選擇193.4本章小結(jié)204異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的建模的與仿真214.1系統(tǒng)仿真模型的建立214.1.1磁鏈和轉(zhuǎn)矩的估算模型214.1.2轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)器224.

6、1.3磁鏈和轉(zhuǎn)矩的滯環(huán)調(diào)節(jié)模型224.1.4磁鏈空間位置判斷模型234.1.5開關(guān)信號單元——電壓空間矢量的選擇254.2直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真實驗254.2.1仿真參數(shù)254.2.2仿真結(jié)果254.2.3仿真結(jié)果分析304.3本章小結(jié)30異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的設(shè)計結(jié)論31致謝32參考文獻33異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的設(shè)計引言電氣傳動是現(xiàn)代最主要的機電能量變換形式之一。在當今社會中廣泛應用著各式各樣電氣傳動系統(tǒng)，其中許多機械有調(diào)速的要求：如車輛、電梯、機床、造紙機械、紡織機械等等，為了滿足運行、生產(chǎn)、工藝的要求往往需

7、要調(diào)速的另一類設(shè)備如風機、水泵等為了減少運行損耗，節(jié)約電能也需要調(diào)速。如果根據(jù)原動機來分類，那么原動機是直流電動機的系統(tǒng)稱之為直流電氣傳動系統(tǒng)；反之原動機是交流電動機的系統(tǒng)，則稱之為交流電氣傳動系統(tǒng)。如果根據(jù)轉(zhuǎn)速的變化情況來分類，電氣傳動系統(tǒng)又可分為恒速電氣傳動系統(tǒng)和變速電氣傳動系統(tǒng)兩大類。在上世紀80年代以前，直流傳動是唯一的電氣傳動方式。這是因為直流電動機調(diào)速方便，只要改變電機的輸入電壓或勵磁電流，就可以在寬廣的范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速，而且在磁場一定的條件下它的轉(zhuǎn)矩和電流成正比，從而使得它的轉(zhuǎn)矩易于控制、轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)性能

8、和控制性能比較理想。1885年交流鼠籠型異步電動機的問世打破了直流傳動作為唯一電氣傳動方式的局面。由于它結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、價格低廉而且堅固耐用，慣量小，便于維修，適用于惡劣環(huán)境等特點，使其在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了極廣泛的應用。如今交流調(diào)速領(lǐng)域相當活躍，新技術(shù)層出不窮。目前，交流調(diào)速系統(tǒng)正向集成化、實用化、智能化方向發(fā)展。諸如交流電動