当前位置：文档之家 › 带电流滞环的异步电机直接转矩控制

带电流滞环的异步电机直接转矩控制

  • 格式：pdf
  • 大小：217.16 KB
  • 文档页数：5
情况 。
关键 词 ：
中图分 类号 ： Ｍ３ １２；Ｍ ４ 文献标识码 ： 文章编号 ：０ １８ ８ （０ ６ ０ － ４ － Ｔ ０ ． Ｔ ３３ Ａ １０ —０ ５ ２０ ） ４０ ２０ ０ ４
Ｄｉｅ ｔ Ｔｏ ｑ ｎ ｒ ｌｏ ｎｄ ｃ ｉ ｎ Ｍ ｏ ｏ ｔ ｒ ｅ ｔ Ｈｙ ｔ ｒ ｓｓ Ｂａ ｄ ｒ ｃ ｒ ｕｅ Ｃｏ ｔ ｏ ｆＩ ｕ ｔｏ ｔ ｒ ｗｉｈ Ｃｕ ｒ ｎ ｓ ｅ ｅ ｉ ｎ
摘
４ ０ ３ ２ 重庆 大 学 ， 庆 ４ ０ ３ ） ０ ０ ０；． 重 ０ ０ ０
要： 分析 了三相异步 电机 直接转矩控制时起动 电流过 大的原 因 ， 出一种 电流滞 环控 制方案 ， 分 提 充
利用异步 电机 直接转矩控制的特点 一零 电压 矢量 。该 方案不仅有效地抑制启动 电流过大的缺点 ， 而且 能对电 机稳态 运行 时也有效 ， 确保 了逆 变功率器件安全运行 。最后通 过仿真说明 了引入 电流滞环后 系统 的性 能变化
ｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉ ｆｄ ｒ ｃ ｏ ｕ ｏｎｒ ｌ— ｈ ｖｎｇ ｅ ｏ ｓａ ｅ ｖ ｃｏ ｓ， ｎ ｔｏ ｌ ｅ ｅ ｔｖ ｌ ｏ ｓｒ ｉ ｔｅ ｇ ｅ ｔｓａ ｔ— ｕｐ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ｏ ｉｅ ｔｔｑ ｅ ｃ ｔｏ ａ ｉ ｚ ｒ ｔｔ ｅ ｔｒ ｏ ｎ ｙ ｆ ｃｉ ｅｙ ｃ ｎ ｔａｎｓ ｈ ａ ｔ ｒ ｒ
ｃ ｎｒ ． ｏ ｔｏ１
Ｋｅ ｒ ｓ ｉｅ ｔｔ ｒ ｕ ｏ ｔｏ ；ｃ ｒ ｅ ｔ ｈ ｓｅ ｅ ｉ ａ ｄ；ｉ ｄ ｃ ｉ ｎ ｍａ ｈ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ：ｄ ｒ ｃ ｏ ｑ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｕ ｒ ｎ ｙ ｔ ｒ ｓｓｂ ｎ ｎ ｕ ｔ ｃｉｅ ｏ
０ 引 言
Ｌ Ｕ ｕ ｘｉ ＷＡＮＧ ｉ ｇ— Ｉ Ｓｈ — ， Ｍ ｎ ｙｕ
（ ．Ｃ ｌ ｇ ｆ ｌｃ ｉａ Ｅ ｇ ，Ｃ ｏ ｇ ｉｇＩｓｔｔ ｏ Ｔ ｃ ｎｌｇ ， ｈ ｎ ｑｎ ０ ０ ０ ｈｎ ； １ ｏ ｅｅｏ ｅｔ ｃｌ ｎ 。 ｈ ｎ ｑｎ ｎｔｕｅ ｆ ｅｈ ｏ ｙ Ｃ ｏｇ ｉｇ４ ０ ３ ，Ｃ ｉａ ｌ Ｅ ｒ ｉ ｏ ２ ｈ ｎ ｑｎ ｎｖ ， ｈ ｎ ｑｎ ０ ０ ０ Ｃ ｉａ ．Ｃ ｏ ｇ ｉｇＵ ｉ． Ｃ ｏ ｇ ｉｇ４ ０ ３ ， ｈｎ ）
传 统 的直接 转 矩 控 制 系 统 没 有 电 流 闭 环 ， 异
步 电机 起 动之 初 磁链 和转 矩 均 没 有 建 立 起 来 ， 某
一
为
＝
Ｌ ｉ ＋Ｌ ｉ Ｌ ＋Ｌ ｉ ｉ
（） １ （） ２
＝
式 中 ： 、 、 —— 定 子 自感 、 子 自感 、 子 转 转 定
ｃ ｒｅ ｔ ｕ ｓ ｅ ｅ ｅ ｔ ｅ ｉ ｔａ ｙ ｏ ｅ ａｉ ｎ Ｔ ａ ｎ ｕ ｅ ｈ ｎ ｅ ｅ ｏ ｒｄ ｖ ｃ ｓ ｗ ｒ ｉ ｇ ｓ ｆ ｌ ． Ａ ａ ｔ ｕ ｎ ，ｂ ｔ ａ ｏ ｂ ｆ ｃ ｉ ｎ ｓｅ ｄ ｐ ｒ ｔ ． ｈ ｔｅ ｓ ｒ ｓ ｔ ｅ ｉｖ ｒ ｒｐ ｗｅ ｅ ｉ ｅ ｏ ｋ ｎ ａｅ ｙ ｌ ｖ ｏ ｔ ｔ ｌｓ ， ｔ ｒｕ ｈ ｓｍｕ ａ ｉｎ ｄ ｍｏ ｓ ａ ｅ ｈ ｈ ｎ ｅ ｏ ｈ ｙ ｔｍ ｅ ｆｒ ｎ ｅ ｔｒ ｉｔｏ ｕ ｉｇ ｔ ｅ ｃ ｒｅ ｔｈ ｓｅ ｅ ｉ ｂ ｎ ｈ ｏ ｇ ｉ ｌｔ ｅ ｎ ｔ ｔ ｓｔ ｅ ｃ ａ ｇ ｎ ｔ ｅ ｓ ｓｅ ｐ ｒｏｍａ ｃ ｓ ａ ｅ ｎ ｒ ｄ ｃｎ ｈ ｕ ｎ ｙ ｔｒ ｓｓ ａ ｄ ｏ ｒ ｆ
子 互感 ；
— —
电压 矢 量一 直 作用 于磁 链 矢 量 ， 当 于交 流 电 相
、
机施 加 直 流 电压 ， 引起 很 大 的 定 子 冲 击 电 流 ； 另 外， 速度 、 载 突变 时 往 往 也 出现 大 的 冲 击 电流 。 负 电 流过大 或过 小 都 有 可 能 导 致转 矩 控 制 的失 败 ， 且过 大 的 电流威 胁 逆 变 器 功 率 元 件 的 安 全 运行 。 因此 ， 一方 面要使 系统 能 以最 大 的转矩 起 动 ， 一 另 方 面又 能确 保 系统 硬 件 安 全 ， 因此 限制 定 子 电流
维普资讯
带电流滞环 的异步 电机 直接 转矩控制
《 电机 与控 制应用＞ ０６，３ ４ ＞ ０ ３ （） ２
０ ０
变频与调速 茜
气
带 电流 滞 环 的 异 步 电机
直 接 转 矩 控 制
刘 述喜 王 明渝 ，
（． １ 重庆 工 学院 电子信 息与 自动 化 学院 ， 重庆
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｎ ｔ ｉ ｐ ｐ ｒｔ ｅ ｃ ｕ ｅ ｏ ｈ ｒ ａ ｍｐ ｌｅ ｓａ ｔｕ ｕ ｒ ｎ ｆｉ ｄ ｃｉｎ ｍａ ｈｎ ｍｐ ｏ ｉ ｇ ｄ ｒ ｃ ｓｒ ｃ ：Ｉ ｈ ｓ ａ ｅ ｈ ａ ｓ ｆｔ ｅ ｇ ｅ ｔｉ ｕｓ ｔｒ・ ｐ ｃ ｒｅ ｔｏ ｕ ｔ ｃ ｉ ｅ ｅ ｌｙ ｎ ｉｅ ｔ ｎ ｏ ｔ ｒ ｕ ｏ ｔ ｌｉ ｎ ｌ ｚ ｄ，ｔ ｅ ｃ ｅ ｂ ｕ ｕ ｒ ｎ ｙ ｔ ｒ ｓｓｂ ｎ ｏ ｔｏ ｉ ｐ ｏ ｏ ｅ ．Ｉ ｔ ｋ ｓ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ｏ ｅ ｏ ｑ ｅ ｃ ｎ ｒ ｓａ ａｙ ｅ ｏ ｈ ｎ ａｓ ｈ ｍｅ ａ ｏ ｔ ｒ ｔｈ ｓｅ ｅ ｉ ａ ｄ ｃ ｎ ｒｌ ｓ ｒ ｐ ｓ ｄ ｔ ａ ｅ ｄ ａ ｔｇ ｆ ｈ ｃ ｅ ｔ
非 常关键 。
— —
分 别 为定子 、 子磁 链 ； 转

合集下载

研究生课件7 异步电动机直接转矩控制系统

研究生课件7 异步电动机直接转矩控制系统


转矩控制
n
按定子磁链定向将定子电压分解为两个分 量，usd 控制定子磁链幅值的变化率，usq 控制定子磁链矢量旋转角速度，再通过转 差频率控制定子电流的转矩分量 isq ，最后 控制转矩。
定子电压矢量的控制作用
n
当定子磁链矢量 位于不同扇区 时，同样的有效 工作电压矢量沿 d轴和q轴分解 所得的两个电压 分量不同，对定 子磁链与电磁转 矩的控制作用也 不同。
直接转矩控制系统特点
n
选择定子磁链作为被控量，计算磁链的模 型可以不受转子参数变化的影响，提高了 控制系统的鲁棒性。如果从数学模型推导 按定子磁链控制的规律，显然要比按转子 磁链定向时复杂，但是，由于采用了非线 性的双位式控制，不受这种复杂性的限制。
直接转矩控制系统特点
n
由于采用了直接转矩控制，在加减速或负载变化 的动态过程中，可以获得快速的转矩响应。直接 转矩控制系统的电流耦合程度大于矢量控制系 统，一般不采用电流反馈控制，这样就必须注意 限制过大的冲击电流，以免损坏功率开关器件， 因此实际的转矩响应也是有限的。
（-，-）
（0，0）
定子电压矢量的控制作用分析
n
n
忽略定子电阻压降，当所施加的 u sd 为“+”时， 定子磁链幅值加大，为“0”时，定子磁链幅值维 持不变，为“-”时，定子磁链幅值减小。 当 u sq为“+”时，定子磁链矢量正向旋转，转差频 率增大，电流转矩分量和电磁转矩加大，为“0” 时，定子磁链矢量停在原地，转差频率为负，电 流转矩分量和电磁转矩减小，当为“-”时，定子 磁链矢量反向旋转，电流转矩分量急剧变负，产 生制动转矩。
直接转矩控制系统和矢量控制系 统特点与性能比较
性能与特点 磁链控制 转矩控制 电流控制 坐标变换 磁链定向 直接转矩控制系统 定子磁链闭环控制 双位式控制，有转矩脉动 无闭环控制 静止坐标变换，较简单 需知道定子磁链矢量的位 置， 但无须定向 不够宽 较快 矢量控制系统 转子磁链闭环控制， 间接定向时是开环控制 连续控制，比较平滑 闭环控制 旋转坐标变换，较复杂 按转子磁链定向
基于SVPWM的异步风力发电机直接转矩控制方法的研究

基于SVPWM的异步风力发电机直接转矩控制方法的研究

基于SVPWM的异步风力发电机直接转矩控制方法的研究异步风力发电机直接转矩控制是风力发电系统中的核心技术之一，其能够确保发电系统的安全运行和高效输出。

在传统控制方法中，由于异步发电机特性的不确定性以及外部环境干扰的影响，控制精度和效率较低。

而基于SVPWM的异步风力发电机直接转矩控制方法能够解决这些问题，并具有出色的控制性能和稳定性。

本文将对此方法进行深度研究和详细阐述。

1. 基于SVPWM的风力发电机直接转矩控制原理SVPWM即空间矢量脉宽调制技术，它是一种高效的PWM控制方法，能够将三相交流电压转换为两个合成对称的方波信号，从而实现对电机速度和转矩的精密控制。

同时，SVPWM也能够有效减小齿槽谐波以及换相过程中的电压尖峰，保证电机运行的平稳性和稳定性。

异步风力发电机的直接转矩控制主要应用了磁场定向控制和电流内环闭环控制原理。

在该控制方法中，电机的速度和位置信息由编码器或者传感器获取，并通过转速控制器反馈至控制器。

根据此信息，控制器能够实现对电机输出磁场定向电流以及转矩电流的控制。

具体来说，SVPWM控制方法主要分为三个步骤：1）采样输入电压和电流信号，并进行四象限运算，确定电机转矩和位置信息。

2）将电机电流信号转化为abc坐标系下的矢量信号，计算出合成矢量以及其所在扇区。

3）根据合成矢量和扇区，进行开关管的开关控制，实现磁场定向和转矩控制。

在SVPWM控制过程中，关键是要确定合成矢量和扇区。

首先，通过坐标变换将三相电流转换为abc坐标系下的矢量；其次，根据矢量的和差性和相邻矢量的夹角，计算出合成矢量以及其所在扇区。

最后，根据合成矢量与各相基波的相对关系，确定开关管的开关方式和时序，实现对电机转矩和速度的控制。

2. 基于SVPWM的异步风力发电机直接转矩控制方法的实现基于SVPWM的异步风力发电机直接转矩控制方法的实现主要包括以下步骤：1）采集电机的速度和位置数据，通过速度控制器实现转速反馈，控制电机的速度。

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。
异步电机的直接转矩控制

异步电机的直接转矩控制

通过磁通减弱速度的操作来研究对异步电机直接转矩控制概要-对于异步电机直接转矩控制，弱磁运行时需要当电机的运动速度超过额定速度。

确定弱磁运行点的关键是速度的控制。

在本文中，定子磁链的定义是通过最大平均同步速度来直接控制算法以及计算公式。

在此基础上，通过torque-slip定子磁场来定向控制模型的建立。

弱磁运行区域可通过2个必要条件，最大平均同步转速和扭矩必须分别超过额定转速和阻尼力矩（阻尼转矩和负载转矩时加载），并且弱磁运行点是根据定子铁芯确定的。

功率和电流的公式，分别给出了弱磁通过运行点来检查安全领域的。

实验结果证明了文中方法的正确性和有效性来确定弱磁的。

关键词—直接转矩控制，弱磁，感应电机。

一、简介直接转矩控制（直接转矩控制）已发展为一个新的技术的交流驱动器[ 1]-[ 2]。

今天，直接转矩控制和风险投资（向量控制）已成为最常用的方法在交流传动控制领域[ 3]-[ 7]。

与传统的磁场定向控制技术，直接转矩控制算法不需要坐标变换和脉宽调制调节器，从而使控制策略与结构变得简单。

在直接转矩控制提出和发展后[ 8]，该算法也被发扬光大在永磁同步电机[9]和[13 - 17]无刷直流电机控制领域。

电机在弱磁区的运作所需的许多应用中，[ 18 ]提出了最大转矩电流控制比方案，并在[ 19]永磁同步电机直接转矩控制，弱磁运行中进行分析。

对于无刷直流电机弱磁的运行，[ 20]和[ 21]已经作出的假设磁场分别是班轮和正弦。

[ 22]用谐波分析方法，它采用d - q 模型分析了基波和谐波。

在本文中，定子磁链最大平均同步速度被定义，然后给出的估算公式之间的关系和对定子磁链给定最大平均同步转速和定子磁链振幅的分析，因此第一个必要条件异步电机磁通减弱的速度也就是定子磁链在弱磁点最大平均同步速度必须大于电机运行速度。

然后torque-slip异步电机模型推导出最大平均同步速度，其中第二个必要条件，异步电动机的磁通减弱操作速度被获得，最大平均同步速度在弱磁点的扭矩必须大于阻尼力矩（当加载时的阻尼转矩和负载转矩）对于被两个必要条件和最佳的弱磁运行点获得的弱磁区的定子铁芯做出的利用分析。