異步電動機直接轉矩控制及其數字仿真畢業(yè)設計論文

1、安徽工程大學機電學院畢業(yè)設計（論文）1引言隨著微電子技術、電力電子技術、計算機控制技術的進步，交流電動機調速技術發(fā)展到現在，有了長足的進步。特別是20世紀70年代出現的矢量控制技術和80年代出現的直接轉矩控制技術，使交流電動機調速系統(tǒng)的性能可以與直流電動機調速系統(tǒng)的性能相媲美。而交流電動機尤其是鼠籠異步電動機由于其自身結構和運行特性的優(yōu)點，使得交流電動機調速系統(tǒng)的優(yōu)勢強于直流電動機調速系統(tǒng)。在交流電動機控制技術中調壓調頻控制、矢量控制以

2、及直接轉矩控制（DirectTqueControl簡稱DTC）具有代表性。其中應用直接轉矩控制技術是一種高性能的控制調速技術，直接轉矩控制對交流傳動來說是一種最優(yōu)的電動機控制技術，它可以對所有交流電動機的核心變量進行直接控制。安徽工程大學機電學院畢業(yè)設計（論文）3第1章緒論緒論1.1異步電動機調速系統(tǒng)的發(fā)展狀況在異步電動機調速系統(tǒng)中變頻調速技術是目前應用最廣泛的調速技術，也是最有希望取代直流調速的調速方式。就變頻調速而言，其形式也有很多

3、。傳統(tǒng)的變頻調速方式是采用vf控制。這種方式控制結構簡單，但由于它是基于電動機的穩(wěn)態(tài)方程實現的，系統(tǒng)的動態(tài)響應指標較差，還無法完全取代直流調速系統(tǒng)。1971年，德國學者EBlhke提出了交流電動機的磁場定向矢量控制理論，標志著交流調速理論有了重大突破。所謂矢量控制，就是交流電動機模擬成直流電動機來控制，通過坐標變換來實現電動機定子電流的勵磁分量和轉矩分量的解藕，然后分別獨立調節(jié)，從而獲得高性能的轉矩特性和轉速響應特性。矢量控制主要有兩種

4、方式:磁場定向矢量控制和轉差頻率矢量控制。無論采用哪種方式，轉子磁鏈的準確檢測是實現矢量控制的關鍵，直接關系到矢量控制系統(tǒng)性能的好壞。一般地，轉子磁鏈檢測可以采用直接法或間接法來實現。直接法就是通過在電動機內部埋設感應線圈以檢測電動機的磁鏈，這種方式會使簡單的交流電動機結構復雜化，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轉子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、轉速等可以直

5、接檢測的量，采用狀態(tài)重構的方法來觀測電動機的磁鏈。這種方法便于實現，也能在一定程度上確保檢測的精度，但由于在異步電動機直接轉矩調速系統(tǒng)的設計與仿真研究在狀態(tài)重構過程中使用了電動機的參數，如果環(huán)境變化引起電動機參數的變化，就會影響到定子磁鏈的準確觀測。為補償參數變化的影響，人們又引入了各種參數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速理論一一直接轉矩控

6、制。這種方法結構簡單，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、控制結構復雜、系統(tǒng)性能受電動機參數影響較大等缺點，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)展前途的交流調速方案。因此，直接轉矩控制理論一問世便受到廣泛關注。目前國內外圍繞直接轉矩控制的研究十分活躍。1.2直接轉矩控制系統(tǒng)的現狀與展望十幾年來，在國內外直接轉矩控制不斷得到發(fā)展和完善，許多文章從不同的角度提出了新的見解和方法，特別是隨著各種智能控制理論的引入，