交流感应电机直接转矩控制的研究

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,交流感应电机直接转矩控制的研究,交流感应电机调速系统的分类,标量控制系统，即V/F控制系统,控制V/F的比值，通过对转差率进展PID调节来调速,矢量控制系统,通过解耦d-q轴电流将交流电机转换成直流电机控制,直接转矩控制系统,直接将转矩作为被控量，响应速度最快,标量控制系统控制框图,矢量控制系统框图,直接转矩控制系统框图,直接转矩控制原理,根据以定转子磁链求取转矩的公式:,可以看出，转矩取决于定转子磁链幅值以及两者的夹角，因此在磁链幅值不变时，可以通过改变夹角来改变转矩。但是夹角不能直接控制，只能控制定子磁链。利用电机转子时间常数大于定子时间常数的特性，当定子磁链角度迅速变化时，转子磁链的变化滞后于定子磁链的变化，从而到达改变定转子磁链夹角的目的。,磁链观测器方案的选择,基于转子磁链观测器的定子磁链观测器,基于电机模型的定子磁链观测器,基于电压模型的定子磁链观测器,磁链观测器方案的选择,基于转子磁链观测器的定子磁链观测器,磁链观测器方案的选择,基于电机模型的定子磁链观测器,磁链观测器方案的选择,考虑了控制系统构造复杂性、对电机参数鲁棒性、观测准确性后，决定选择基于电压电流模型加一阶惯性环节加补偿的方案，观测器系统框图如下,一阶惯性环节性能的推导。,冬雷等，异步电动机定子磁链稳态估计J.北京理工大学学报,2021,一阶惯性环节替代积分环节的研究,积分环节传递函数,一阶惯性环节传递函数,可以看出一阶惯性环节可以看成高通滤波器和积分环节的串联， 因此可以消除积分初值误差以及积分漂移误差，但是会因此引入幅值衰减和相位超前,不同域下一阶惯性环节的表达式,S域下的一阶惯性环节,时域下连续的一阶惯性环节,时域下离散的一阶惯性环节,其中a与惯性环节截止频率的关系为,Ts为采样周期,一阶惯性环节特性的仿真,MATLAB 仿真代码,%仿真参数设定局部%,Fre_of_EMF = 30; %Hz 信号频率,Sample_inteval = 100; %uS 采样周期,Cycle_number = 15; %运行周期,FOLP_constant = 0.005 ; %设定常数而不是截止频率是因为,%在离散系统中使用这个常数更为直观,FOLP_cutoff = FOLP_constant/(2*pi*Sample_inteval/1000000);,%普通积分及无补偿一阶惯性,inte_alfa(i)=inte_alfa(i-1)+EMF_alfa(i);,inte_beta(i)=inte_beta(i-1)+EMF_beta(i);%对EMF进展纯积分,folp_alfa_uncomp(i)=(1-FOLP_constant)*folp_alfa_uncomp(i-1)+EMF_alfa(i);,folp_beta_uncomp(i)=(1-FOLP_constant)*folp_beta_uncomp(i-1)+EMF_beta(i);,compensate_magnitude = Fre_of_EMF/sqrt(FOLP_cutoff2+Fre_of_EMF2);%得到幅值补偿倍数,compensate_angle = atan(FOLP_cutoff/Fre_of_EMF); %得到相角补偿参数,Magnitude=sqrt(EMF_alfa(i)2+EMF_beta(i)2)/compensate_magnitude; %EMF在极坐标系下进展幅值补偿,theta(i)=atan2(EMF_beta(i),EMF_alfa(i)-compensate_angle; %EMF在极坐标系下进展相角补偿,EMF_comp_alfa(i) = Magnitude*cos(theta(i);,EMF_comp_beta(i)= Magnitude*sin(theta(i); %EMF从补偿后的极坐标系转换到直角坐标系,folp_alfa(i)=(1-FOLP_constant)*folp_alfa(i-1)+EMF_comp_alfa(i);,folp_beta(i)=(1-FOLP_constant)*folp_beta(i-1)+EMF_comp_beta(i); %在直角坐标系下使EMF通过FOLP，得到磁链,i=i+1;,红：纯积分器输出结果 绿：未经补偿的一阶惯性环节输出结果,蓝：经过补偿的一阶惯性环节输出结果,一阶惯性环节截止频率：7.667Hz,在100 微秒采样周期下对应的离散一阶惯性环节常数 ：0.005,仿真结果,电压矢量的选择,电压矢量的选择取决于磁链、转矩滞环比较器的输出，共有4种情况，分别为：,1，减小磁链，加大转矩,2，减小磁链，减小转矩,3，加大磁链，加大转矩,4，加大磁链，减小转矩,电压矢量的选择,1、减小磁链，加大转矩,电压矢量的选择,2、减小磁链，减小转矩,电压矢量的选择,3、加大磁链加大转矩,电压矢量的选择,4、加大磁链，减小转矩,Thank You !,不尽之处，恳请指正！,