当前位置：文档之家 › 异步电机最大转矩电流比控制方法研究

异步电机最大转矩电流比控制方法研究

  • 格式：pdf
  • 大小：205.50 KB
  • 文档页数：3
一
应 电机 的 效率可 用下 式表 示 ：
“ 尺 尺 ＋ （ ｒ 尺 ∞ ＋籍 尺＋ 尺 瓣∞ 、 １ ）
＝
由式 （ ） 容易 得到最 大 效率 时 的转 差频 率 为 ： １很
（） ２
这 种 控制 方 法 不 包括 磁 芯 损 耗 ， 仍被 视 为 是 但 感 应 电机 的最 小 损 耗 控 制 。 该 控 制 方 法 需 要 精 确 的 电机 参 数 ，控 制 器 中参 数 的 搭 配将 会 在 很 大 程
Ｒ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏｎ Ｍ ａ ｉ ｕ ｒ ｅ ｐ ｒ Ｃ ｕｒ ｅ ｔ Ｃｏ ｔ ｏ ｆＡ ｓ ｃ ｒ ｏ ｓ Ｍ ｏ ｏ ｓａ ｃ ｘ ｍ ｍ Ｔｏ ｑｕ ｅ ｒ ｎ ｎ ｒ ｌｏ ｙｎ ｈ ｏｎ ｕ ｔｒ
Ｙ ｏ ｇｋ ｉ Ｚ Ｏ Ｋ ｎ Ｙ Ｕ Ｘ ａ －ｅ Ｓ Ａ ｎｂ Ｕ Ｒ ｎ —ａ， ＨＡ ｕ ， Ｏ ｉｏｊ ， Ｈ Ｏ Ｗｅ —ｏ ｉ
度 上影 响 电机 的节 能效 果 。要想 达 到 理 论上 的节 能效果 ， 实现 起 来较 难 。 另 外 ， 该控 制 方法 仅仅 优
１ 引 言 目前 ， 应 电机 。 别 是 鼠笼式 感应 电机 调 速 系 感 特
统 的应用 领域 越 来越 多 ， 于此 ， 常要 求这 些 驱 动 鉴 通 系统 要 同时具 有足 够 宽 的调速 范 围和快 速 的转 矩 响 应 ， 不考 虑 负载 的变化 。 而 像恒 压频 比控制和 磁 场 定 向控制 等 控制 方法 都会 有这 些要 求 【但 对某 些 设备 】 】 ． 而言 ， 合动 力汽 车 的 电气 驱动 ， 量 的利用 效 率都 混 能 尤为 重要 ，因此提 高 能量利 用 率就 成为 驱动 领 域 中
小 定 子 电流 ， 高 电机 效 率 。 提 关 键 词 ： 变 器 ；异 步 电 机 ；矢 量 控 制 ； 矩 ／ 子 磁 链 逆 转 转 中图 分 类 号 ：Ｍ４ ４ Ｔ ６ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编号 ：０ ０ １０ ２ ０ ）７ ０ ３ — ２ １０ — ０ Ｘ（０ ８ ０ — ０ ３ ０
１０ ４ ） ０ ０ ４ （ 北京交通 大学 ， 北京
摘要 ： 最大转矩 电流 比控制技术 可以使同样负载下 的电机 定子 电流达到最 小 ， 而减， 电机和逆变 器的损耗 ， 从 Ｊ 提高 整个系统的效率 ， 同时也减小逆变器 的电流应力 ， 提高 电机输 出转矩 的能力 。主要对基 于转 子磁场定向的异步 电机 最大转矩 电流比控制进行 了分析讨 论 ， 并建立 了数学模 型。仿真和 实验 结果表 明， 设计 的控 制方案能够在轻载下减
（ ｅ ｉ ａｔｎ ｎｖｒｉ ， ｅ ｉｇ１０ ４ ，Ｃ ｉａ Ｂ ｉｎ Ｊ ｏｏｇＵ ｉ ｓｙ Ｂ ｉｎ ０ ０ ４ ｈｎ ） ｊｇ ｉ ｅ ｔ ｊ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｕｎ ｅ ｈ ｘ ｍｕ ｏ ｑ ｅ ｐ ｒ ｃ ￣ ｎ ｏ ｔ ｌｓｒ ｔｇ ，ｈ ｔｔｒ ｃ ｒ ｎ ｆａ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｔｒ ｃ ｎ ｂ ｔｉ ｓｒ ｃ ： ｄ ｒ ｔ ｅ ｍａ ｉ ｍ ｔ ｒ ｕ ｅ ｕ ｔｃ ｎ ｒ ｔａｅ ｙ ｔｅ ｓａｏ ｕ ｒ ｔｏ ｓ ｎ ｈ ｏ ｏ ｓ ｍｏｏ ａ ｅ ａ ｔ ｏ ｅ ｓ ｍｉ ｉ ｍ ｏｎ ｔ ｅ ｐ ｃ ｏ ａ ｙ ｇｖ ｎ ｐ ｗｅ ， Ｏ ｉ ｄ ｃ ｅ ｓ ｓ ｔ ｅ ｅ ｅ ｇ ｏ ｓｏ ｅ ｍｏｏ ｎ ｈ ｎ ｅ ｔ ｒ ｉ ｈ ｌ ｋ ｎ ｍｕ ｐ ｉ ｔ ｈ ｒ ｓ ｅ ｔ ｎ ｉｅ ｏ ｒ Ｓ ｔ ｅ ｒ ａ ｅ ｈ ｎ ｒ ｙ ｌｓ ｆ ｈ ｔ ｒａ ｄ ｔ ｅ ｉｖ ｒｅ ｃ ｉ ｓｔ ｗｉ ｔ ｔ ｗｈ ｎ ｏ ｔ ｅ ｍｏ ｏ ， ｎ ｈ ｓ ｉ ｉ ｃ ｅ ｓ ｓ ｔ ｅ ｅ ｉｉ ｎ ｙ ｏ ｈ ｏ ｅ ｓ ｓｅ Ｔ ｅ ｍａ ｉ ｌｔ ｒ ｕ ｅ ｕ ｒ ｎ ｏ ｔｏ ｔ ｔ ｇ ｆ ｈ ｔｒ ａ ｄ ｔ ｕ ｔ ｎ ｒ ａ ｅ ｈ ｆ ｃｅ ｃ ｆ ｔ ｅ ｗｈ ｌ ｙ ｔｍ．ｈ ｘｍａ ｏ ｑ ｅ ｐ ｒ ｃ ｒｅ ｔ ｃ ｎ ｒ ｌ ｓ ａ ｅ ｙ ｏ ｒ ａ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｔｒ ｂ ｓ ｄ ｏ ｏ ｏ ｕ － ｒ ｎ ｅ ｏ ｔｏ ｒ ｎ ｌ ｚ ｄ ａ ｄ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｄＴ ｅ ｒ ｓ ｌ ｉ ｄｃ ｔ ｓｔ ｉ ｄ ｓｇ ａ ｓ ｎ ｈ ｏ ｓｍｏｏ ａ ｅ ｎ ｒ ｔ ｒｆ ｘ ｏ ｅ ｔ ｄ ｃ ｎ ｒｌ ａｅ ａ ａ ｙ ｅ ｎ ｘ ｅ ｏ ｌ ｉ ｉ ｎ ｅ ． ｅ ｕｔ ｎ ｉａ ｅ ｈ ｓ ｅ ｉｎ ・ ｈ ｔ ｎ ｃ ｒ ｄ ｍｉ ｉ ｈ ｔｔ ｒ ｕ ｒ ｎ ｎ ｒ ｖ ｈ ｔ ｒｅｆ ｉ ｎ ｙ ｉ ａｌ ｉ ｎ ｓ ｔ ｅ ｓ ｏ ｒｅ ｔａ ｄ ｉ ｏ ｅ ｔ ｅ ｍｏ ｏ ｆ ｃｅ ｃ ． ｏ ｈ ａ ｃ ｍｐ ｉ Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｖ ｒ ｒ ｓ ｎ ｈ ｎ ｕ ｔ ｒ ｅ ｔ ｒｃ ｎ ｒｌ ｏ ｑ ｅ／ ｏ ｏ ｕ ｙ ｒ ｓ ｉ ｅ ｔ ；ａ ｙ ｃ ｒ ｏ ｓｍｏｏ ；ｖ ｃ ｏ ｏ ｔｏ ；ｔ ｒ ｕ ｎ ｅ ｏ ｒ ｔｒｆ ｘ ｌ
维普资讯
第４ ２卷 第 ７ 期
２Ｏ ｏ ８年 ７ 月
电 力 电子 技 术
Ｐ ｗ ｒＥｌｃｒ ２． ． １ ４ Ｎｏ７ Ｊｌ ２ ｏ ｕ ｖ． ｏ ８
异步电机最大转矩 电流 比控制方法研究
俞 荣凯 ， 赵 坤 ， 小杰 ， 闻博 游 邵

合集下载

永磁同步电机最大转矩电流比控制

永磁同步电机最大转矩电流比控制

永磁同步电机最大转矩电流比控制一、本文概述Overview of this article随着能源危机和环境污染问题的日益严重，高效、环保的电机驱动系统成为了现代工业领域的研究热点。

永磁同步电机（PMSM）作为一种高性能的电机类型，因其高效率、高功率密度和良好的调速性能而被广泛应用于电动汽车、风力发电、机床设备等领域。

然而，为了充分发挥永磁同步电机的性能优势，有效的控制策略是至关重要的。

本文着重研究永磁同步电机的最大转矩电流比（MTPA）控制策略，旨在实现电机的高效、稳定运行。

With the increasing severity of energy crisis and environmental pollution, efficient and environmentally friendly motor drive systems have become a research hotspot in the modern industrial field. Permanent magnet synchronous motor (PMSM), as a high-performance motor type, is widely used in fields such as electric vehicles, wind power generation, and machine equipment due to its high efficiency, high power density, and good speed regulation performance. However, inorder to fully leverage the performance advantages of permanent magnet synchronous motors, effective control strategies are crucial. This article focuses on the maximum torque to current ratio (MTPA) control strategy of permanent magnet synchronous motors, aiming to achieve efficient and stable operation of the motor.最大转矩电流比控制是一种优化电机运行性能的控制方法，它通过调整电机的电流矢量，使得电机在相同电流幅值下产生最大的转矩输出。

异步电机直接转矩控制策略

异步电机直接转矩控制策略


DTC策略的高性能算法改进
无差拍控制
采用无差拍控制技术，减少转矩和磁链的脉动，提高动态响应性 能。
空间矢量调制
引入空间矢量调制技术，优化电压矢量分配，降低谐波损耗，提高 运行效率。
滑模变结构控制
采用滑模变结构控制方法，增强系统的鲁棒性，抑制参数摄动和干 扰影响。
基于先进控制理论的DTC策略优化
1 2 3
控制方法
DTC采用滞环比较器和开 关表进行非线性控制，而 传统矢量控制通常采用PI 调节器等线性控制方法。
响应速度
DTC具有更快的转矩响应 速度，因为其直接控制转 矩而无需经过电流环。
DTC策略的优势与局限性
优势 01
• 快速转矩响应：DTC策略能够实现对电机转矩 的快速、精确控制。
02
• 简单实现：相较于其他复杂控制策略，DTC策 略实现起来较为简单，成本较低。
无速度传感器DTC策略
无速度传感器原理
该方法通过观测电机的电流、电 压等易测量，估计电机的速度和 位置，实现无需速度传感器的直
接转矩控制。
优点
无需安装速度传感器，降低了系 统成本和复杂度，提高了系统的
可靠性和适应性。
缺点
由于速度和位置的估计是基于电 机参数的，因此参数准确性和鲁 棒性对控制性能影响较大。同时
工作原理
当定子绕组通入三相交流电时，会在气隙中产生旋转磁场。这个旋转磁场与转子导体产生相对 运动，从而在转子导体中产生感应电动势和感应电流。根据楞次定律和左手定则，感应电流与 旋转磁场相互作用产生电磁力，驱动转子转动。
异步电机在电力系统中的应用
01 拖动各种生产机械
异步电机由于结构简单、维护方便、价格适中， 被广泛应用于拖动各种生产机械，如风机、水泵 、压缩机、机床等。
基于最大转矩电流比动态磁链给定的直接转矩控制

基于最大转矩电流比动态磁链给定的直接转矩控制

Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈｅ ｓ ａ ｏｒｆｕｘ ｌｎ ｇｅ ｏ ｎｔ ｒｏ ｒ ｎｅ ａ ｓｒ ｃ ： ｔ ｔ ｌ ｉ ｋａ ｆ ｉ ｅ ｉｒ ｐｅ ｍａ ｎｔｍ ｇｎｅ ｙ ｈｒ ｎｏｕ ｏｔ ｒ ｓ ｕｌ ｂ ｋ ｐｔ ｎ ｒ — ｔ ｓ ｎｃ ｏ ｓ ｍ ｏ ｈｏ ｄ ｅ ｅ ｉ ｅ ｓ ｒｃ ｅ ａ ｅ ｉ ｒ ｃ ｏｒ ｅ ｃ ｎｔ ｏ ｙ ｔ ｍ ．Ｔｈｅ ｒ ｌ ｔｏｎ ｆ ｍ ｕ ａ ， ｘｉ ｕｒ ｅ ｓ ａ ｄ ｔ ｑｕ ｗｅ ｅ ｄ — ｔ ｉｔ ｄ ｒ ｎｇ ｎ ｄｉｅ ｔｔ ｑｕ ｏ ｒ ｌｓ ｓ ｅ ｅ ａ ｉ ｏｒ ｌ ｓｏｆｄ ｑ ａ ｓ ｃ ｒ ｎｔ ｎ ｏｒ ｅ ｒ ｅ ｒｖｅ ｉ ｘｔ ｅ ｕ ｐ ｉ ｉ ｅ ａ ｄ ａｓ ｍ ｐ ｉｉｄ ａ ｐｒ ｍ ａ ｅａｌｏｒｔ ｉ ｄ ｖａ ｅ ｒ ｍ ｍ ｒｎｃｐｌ ｎ ｉ ｌｆｅ ｐ ｏｘｉ ｔ ｇ ｉｈｍ ｓ ａｓ ｖ ｎ ｉ ｄｅ Ｏ ｓ ｔｓ ｙ ｔ ｅ ｅ ｇｉ ｗａ ｌｏ ｇｉｅ ｎ ｏｒ ｒｔ ａ ｉｆ ｈ ｎ — ｎ ｅ ｉ ｇ ａ ｌｃ ｔｏｎ Ａ ｔｌｓ ， ａ ｖａ ｙｉ ｔ ｔ ｒ ｆｕｘ ｌｎ ｇｅ ｉ ｔ ａ ｏ ｉ ｅ ｌ ｅ ｅ ｒｎ ｐｐ ｉａ ｉ ． ａ ｔ ｒ ｎｇ ｓ ａ ｏ ｌ ｉ ｋａ ｎｓ ｅ ｄ ｆ ａ ｆｘ ｄ ｖａ ｕ ｗａ ｕ ｅ Ｏ ｇｅ ａ ｍ ｕｍ ｓ ｓ ｄ ｔ ｔｍ ｘｉ ｔ ｒ ｕｅ ｐ ｒ ａ ｐ ｒ ｎ ＤＴ Ｃ． Ｔｈｅ ｌｗ ｓａ ｔ ｐ ｉｆｃ ｌｙ ｏ ｏ ｅ ｉ ａ ＴＣ ｉ ｏｎ ｅ ｅ ｗｈｅ ｔ ｅ ｌ ｘ ｏ ｑ ｅ ｍ ｅ ｅ ｉ ｆａ ｏｆ ｔ ｒ —ｕ ｄｆ ｉｕ ｔ ｆ ｃ ｎｖ ｎｔｏｎ ｌＤ ｓ ｃ ｑｕ ｒ ｄ ｎ ｈ ｆｕ ｌｎ ｇ ｓ ｌｔｌ ｎｄ ｅ ｆｃ ｅ ｙ ｏｆｓ ｓ ｅ ａ ｅ ｉ ｐｒ ｖｅ ｓ ｉ ｔｙ ｗｈｉ ｈ ａ ｅ ｔ ｓ ｅ ｈｅ ｓｍ ｕｌｔｏ ｉ ｋａ ｅ ｉ ｉｔｅ ａ ｆｉｉｎｃ ｙ ｔ ｍ ｒ ｍ ｏ ｄ ｄｉｔｎｃ ｌ ｃ ｒ ｅ ｔ ｄ ｂｙ ｔ ｉ ａ ｉｎ．
第4章 三相异步电动机及控制讲解

第4章 三相异步电动机及控制讲解

4.4.1 三相异步电动机起动 1. 三相鼠笼式异步电动机的起动
（1）直接起动
直接起动是利用刀开关或接触器将电动机直接接到额定电压上 的起动方式，又叫全压起动。 优点：起动简单。 缺点：起动电流较大，而起动转矩不大，还会引起网压波动。 适用范围：电动机容量在10kW以下，并且小于供电变压器 容量的20％；还可以用下面的经验公式来判断，若电动机的 起动电流倍数 ( Ist I N ) 满足 I st 电网容量（kV A） 3＋ I N 电动机容量（kW） 则电动机便可直接起动，否则应采用降压起动
Ist 7.0I N 7.0 30.7A 214.9A
Tst 2.0TN 2.0 147.68N m 295.36N m
Tmax 2.1TN 2.1147.68N m 310.03N m
15
第4章 汽车中的电机 2. 人为机械特性
(1)降低定子电压时的人为机械特性
图4-2 定子铁心
转子铁心是也是由 0.5mm厚的硅钢片叠 压制成，在其外圆冲 有分布的槽。 转子铁心可嵌放转子 绕组，构成电机磁路 的另一部分。
定子绕组是由铜导线绕制而成。构成 电动机电路的一部分。 机座是电动机的支架，一般用铸铁 或铸钢制成。
转子铁心冲片
铸铝笼形转子 铜条笼形转子
转子绕组大部分由浇铸铝构成，大功率 也有由由铜条制成的笼型转子导体，构 成电机电路的一部分。由转轴输出机械 能。
4.2 三相异步电动机的工作原理
4.2.1 三相异步电动机的转动原理
(1)旋转磁场的产生
i
i1
i2
i3
i1 ωt
电流流入 S N
合成磁场的轴线与U相 绕组的轴线重合 0