空间电压矢量的异步电机直接转矩控制的研究

江苏大学硕士学位论文空间电压矢量的异步电机直接转矩控制的研究姓名：赵刚申请学位级别：硕士专业：电机与电器指导教师：王德明;刘贤兴20090605空间电压矢量的异步电机直接转矩控制的研究作者：赵刚学位授予单位：江苏大学相似文献(10条)1.期刊论文刘刚.任一峰.林都.赵敏.LiuGang.RenYifeng.LinDu.ZhaoMin一种新型异步电机直接转矩控制策略研究-电气技术2009(6)异步电机调速系统中,传统直接转矩控制不能满足高精度调速的要求.在分析了异步电机直接转矩控制基本原理的基础上,提出了一种基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)的直接转矩控制方法.通过Matlab/Simulink对该系统进行仿真,仿真结果表明:空间矢量脉宽调制直接转矩控制能够有效地减少电动机转矩和磁链的脉动.2.学位论文刘桂萍基于无速度传感器的异步电机直接转矩控制方法研究2007直接转矩控制是继矢量控制之后又一高性能交流调速新方法，它基于定子磁链定向，数学模型简单，具有输入电压波动时控制的鲁棒性、控制对象参数变化的低敏感性、完全的转矩瞬态控制等控制特性。近20年来，这项技术得到了很大的发展，已在高速列车主传动等大功率系统中得到了良好的应用。论文以开发一个基于直接转矩控制的实验设备为目的，研究了基于无速度传感器的异步电机直接转矩控制方法，具体内容包括：1)建立了异步电机直接转矩控制系统仿真模型基于MATLAB6.5/Simulink，通过S函数编程构建了直观、简洁且运算速度高韵异步电机直接转矩控制仿真模型，为各种直接转矩控制控制策略的仿真研究提供了良好的试验平台。并以一个三层逆变器为电源，建立异步电机直接转矩控制系统，利用仿真结果验证了该试验平台。2)设计了一种新型的自适应速度磁链观测器基于模型参考自适应方法设计了一种新型的自适应速度磁链观测器，把磁链观测和速度辨识结合在一起，将定子磁链观测值直接应用于直接转矩控制算法。对增益矩阵的求取本文采用一种简便、实用的方法，利用MATLAB进行磁链观测器极点的配置，得到目标增益矩阵。参数的辨识基于电机状态空间方程，以定子电流和定子磁链为状态变量，电机本身作为参考模型，构造全阶状态观测器为可调模型，转速观测值为可调模型的可调参数。由于状态方程以定子电流和定子磁链为状态变量，定子磁链可直接观测得到。定义李亚普诺夫函数，根据其稳定性要求确定转速自适应律，实现了异步电机无速度传感器直接转矩控制系统。3)应用S函数搭建了一个基于无速度传感器的异步电机直接转矩控制仿真模型利用SIMULINK中的库元件和S-function构建了异步电机无速度传感器直接转矩控制系统仿真模型。仿真结果表明提出的速度磁链自适应观测器对速度辨识快速准确，算法简单，计算量小，便于在线实现。观测器对定子磁链观测精度高，低速时也有较好的观测精度，能改善电机的低速控制特性。转矩动态响应快，可以很好的克服纯积分器误差积累和零点漂移的缺点。4)提出了基于DSP的异步电机直接转矩控制系统方案以TMS320F2812为核心构成控制器，实现异步电机无速度传感器直接转矩控制系统数字化的方案。3.期刊论文金阳.陆益民.JINYang.LUYi-min基于切换系统理论的异步电机最优直接转矩控制-自动化技术与应用2008,27(9)提出一种系统建模和控制策略来实现两电平异步电机最优直接转矩控制来改善传统直接转矩控制存在的磁链和转矩脉动较大的问题.首先,基于切换系统理论建立两电平异步电机传动系统模型,然后在切换模型基础上,建立一个约束条件的有限时间最优控制目标函数,并利用滚动优化策略求解目标函数来实现最优直接转矩控制.仿真结果表明,该方法能够有效减少磁链和转矩脉动,降低逆变器开关频率,具有良好的动、静态性能.4.学位论文邢海军矩阵变换器用于异步电机直接转矩控制研究2004交流调速发展至今,技术已相当成熟.以矢量控制为代表的交流调速技术已应用到工业控制的各个领域.接踵而至的是为了解决矢量控制计算复杂、控制性能受电机参数影响大等问题而提出的直接转矩控制技术.直接转矩控制不仅解决了矢量控制中的不足,而且控制简便、转矩响应速度快.然而,在矩阵变换器未出现以前,传统的矢量控制和直接转矩控制,其硬件主体—电力变换器都因为无法避免用于滤波的大电容,而使整个控制系统变得体积大、动态响应速度慢,限制了交流调速技术的发展.为了提高直接转矩控制的性能,同时获得矩阵变换器的众多优点:交交一次性变换、无中间滤波电容,网侧功率因数可调等,该文提出了将矩阵变换器应用于异步电机直接转矩控制的技术.该文首先阐述了课题背景.介绍了矩阵变换器的基本拓扑结构;控制策略:直接变换式控制策略和间接变换式控制策略;研究现状.同时介绍了直接转矩控制的基本结构和研究现状.其次该文以空间矢量调制技术为代表,对矩阵变换器进行了深入研究.将矩阵变换器等效成交-直-交结构,分别在虚拟整流和虚拟逆变阶段对矩阵变换器进行了分析.并分析了直接转矩控制的原理、磁链扇区的划分、磁链和转矩的控制性能,推导了直接转矩控制的开关表.基于对矩阵变换器和直接转矩控制的认识,该文将矩阵变换器应用到异步电机直接转矩控制中.首先将矩阵变换器的三相输入线电压进行扇区划分,在每个扇区内找出变化率最小的某线电压作为直接转矩控制的直流源,再利用传统的直接转矩控制策略进行分析.通过对磁链、转矩的控制性能分析,得出了矩阵变换器用于直接转矩控制的开关表,并对开关换流技术进行了分析.该文通过仿真分析和DSP模拟试验验证了矩阵变换器用于异步电机直接转矩控制的可行性.仿真分析中,比较了电机空载和负载两种情况下,输入输出波形和转矩响应速度.DSP模拟试验中,将整个控制系统模拟进了DSP,并且输出了9路控制信号.5.期刊论文杨家强.黄进.YangJiaqiang.HuangJin一种基于PWM整流器和异步电机直接转矩控制的新型动态电力测功机-仪器仪表学报2005,26(12)传统的测功机主要是以电涡流测功机、磁滞测功机、机械测功机、水力测功机为主,所消耗的燃油和电能较高,不仅造成能量浪费,而且还需配置耗能散热设备.基于PWM整流器和异步电机直接转矩控制技术提出了一种新型的动态电力测功机的构成方案.应用交流异步电机作为测功发电机,采用直接转矩控制技术对其异步电机实行转矩和速度控制,使其工作在电动和发电两种状态,使该测功机具有较快的转矩响应;用三相PWM整流技术实现能量的双向流动,PWM整流器既能为异步电机的直接转矩控制提供直流母线电压又能把测功发电机产生的电能逆变后回馈给电网,在整流和逆变两种状态下都能保持电流为正弦并实现了单位功率因数,降低了低次谐波对电网的干扰,且节约了能源,不再需要耗能散热设备.为验证其方案的可行性,设计了基于DSP和智能功率模块IPM的实验装置,实验结果表明该新型测功机具有良好的动静态性能.6.学位论文张涛三电平逆变器异步电机直接转矩控制2007多电平逆变器与传统的两电平逆变器相比具有对器件耐压要求低、输出谐波含量小等许多优势，可以应用于各种高压大容量变频调速领域；直接转矩控制作为一种先进的控制策略，受到越来越多学者的关注；但以往大多应用在两电平电路上，因此，研究基于多电平逆变器的异步电机直接转矩控制很有必要。本文以TI公司的TMS320LF2407型号控制芯片为控制核心，研究设计了一套二极管箝位三电平逆变器异步电机直接转矩控制系统，并进行理论和实验分析。首先，通过查阅大量资料，介绍了直接转矩控制的发展以及多电平逆变器的特点，明确了研究多电平逆变器异步电机直接转矩控制的意义。指出二极管箝位三电平逆变器异步电机直接转矩控制中要注意的问题。其次，介绍了异步电机的数学模型，以两电平逆变器为例，对直接转矩控制的控制原理作了详细的分析。第三，分析二极管筘位三电平逆变器的工作原理。推导出逆变器与电机的统一数学模型。对基于二极管箝位三电平逆变器直接转矩控制方法进行研究，提出改进型的固定矢量合成方法，并在此基础上采用MATLAB仿真工具进行了一系列定性分析。第四，设计开发二极管箝位三电平逆变器异步电机直接转矩控制系统，内容主要包括系统的硬件电路设计和控制软件的编写。最后，对自行设计的系统进行了试验研究，对得到的实验结果进行了分析。7.期刊论文刘述喜.王明渝.LIUShu-xi.WANGMing-yu带电流滞环的异步电机直接转矩控制-电机与控制应用2006,33(4)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,提出一种电流滞环控制方案,充分利用异步电机直接转矩控制的特点-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情况.8.学位论文陈才学基于矩阵变换器的异步电机直接转矩控制2006本文以“基于矩阵变换器的异步电机直接转矩控制”为主题，研究了矩阵变换器的基本原理，优点及空间矢量调制策略的可行性，分析了双电压合成控制策略的特点、基本算法与规律；在直接转矩控制理论的基础上，将矩阵变换器供电异步电机，应用直接转矩控制理论对电机进行调速。本文的主要内容如下：从矩阵变换器的工作原理出发，对矩阵变换器建模分析，引出矩阵变换器的双空间矢量调制策略和虚拟等效电路；针对矩阵变换器的安全换流问题，介绍了目前常用的四步换流法；矩阵变换器是一个功率器件较多，控制方法复杂的系统，本文给出了矩阵变换器实现的系统框图；对三相电压合成与双电压合成进行比较，在常规调制策略下，矩阵变换器的电压传输比最大为0.866。在电气传动领域，直接转矩控制因其控制思想新颖，控制手段直接，控制方法简单而受到关注。直接转矩控制是继矢量控制之后又一种新颖的交流调速方法，本文简单阐述了直接转矩控制的基本原理，给出了直接转矩控制的系统控制方法。针对目前常用的交-直-交变频调速方式常采用二极管不控整流加大电容方式给电网带来了严重的谐波污染，而矩阵变换器能够克服交-直-交变频装置固有的缺点。本文提出将矩阵变换器优良特性和直接转矩控制的优点结合在一起，构成对电网无污染、高性能的“绿色”交流调速系统。利用MATLAB/SIMULINK软件，模拟实际系统，搭建仿真模型，对基于矩阵变换器的异步电机直接转矩控制系统进行仿真实验；对仿真结果进行分析。仿真结果表明，该组合控制策略是一种高性能的，无污染的“绿色”交流调速系统。它克服了传统的交-直-交变频装置的固有缺点，具有高输入功率因数和输入电流正弦等优良特性。9.期刊论文侯杰.侯紫达.高秀枝异步电机直接转矩控制的仿真研究-电力学报2004,19(2)阐述了直接转矩控制的基本原理,并利用MATLAB软件对直接转矩控制进行了仿真研究,揭示了直接转矩控制的特点,对直接转矩控制的实现和改善提供了仿真依据.10.学位论文李艺异步电机直接转矩控制定子磁链估算方法的研究2007异步电机直接转矩控制技术是继矢量控制技术之后，迅速发展起来的又一种高性能的交流调速技术。直接转矩控制思想新颖，控制结构简单，静、动态性能优良，已成为交流调速领域的一个研究热点。定子磁链的准确估算是实现直接转矩控制系统的重要环节之一。论文应用先进的控制理论，对异步电机直接转矩控制中定子磁链估算方法进行了研究，主要研究工作有：论文详细地分析了直接转矩控制的六边形及近似圆形磁链轨迹的控制方案。在低速时，采用近似圆形磁链轨迹控制系统可减小转矩脉动和定子电流畸变；当转速较高时，采用六边形磁链轨迹控制系统可以减小逆变器的开关频率。论文将两种模型相结合，通过对电机转速进行判断，实现两种控制方案在全速范围内的切换。定子磁链的准确估算对电压空间矢量的选择和转矩的观测结果影响很大，是提高直接转矩控制性能的关键。论文重点探讨了直接转矩控制中定子磁链的估算方法。针对直接转矩控制中定子磁链的开环计算方法、u-i积分器的改进方法和定子磁链观测器闭环估算方法的不足，提出了一种基于截止频率可调的改进型积分器定子磁链观测器。该观测器采用模糊控制器，根据异步电机的运行状态实时调整低通滤波器的截止频率，有效抑制了积分器的初始值误差和直流偏移