輪轂式異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制研究.pdf

1、礦用電動(dòng)輪憑借其高效、運(yùn)載能力強(qiáng)的特性，在全球各大礦場(chǎng)及超大型工程建設(shè)中均發(fā)揮著重要作用。隨著人們對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的追求及科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)，電動(dòng)輪自卸車的性能也得到逐步提高，并且在全球全部運(yùn)輸量中的比重也日益加大。
　　電動(dòng)輪自卸車調(diào)速控制的核心任務(wù)是，對(duì)其輪轂式異步電機(jī)進(jìn)行高效可靠的變頻調(diào)速；而高性能變頻調(diào)速需要綜合運(yùn)用諸多學(xué)科知識(shí)，如自動(dòng)化技術(shù)、嵌入式理論、電力電子技術(shù)等。本文首先介紹了國(guó)內(nèi)外電動(dòng)輪的發(fā)展現(xiàn)狀，并指出研究對(duì)象—三相交流

2、異步電機(jī)。然后介紹了空間矢量的概念及兩種坐標(biāo)變換，并給出了不同坐標(biāo)系下異步電機(jī)的狀態(tài)方程。綜合比較交流電機(jī)調(diào)速策略后選擇了直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)作為電動(dòng)輪自卸車的調(diào)速方案。
　　普通的PWM型直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)獲得的定子磁鏈軌跡呈正六邊形，造成電機(jī)低速時(shí)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大、噪聲大、IGBT開關(guān)頻率不固定、損耗大。如直接應(yīng)用于電動(dòng)輪變頻調(diào)速控制系統(tǒng)會(huì)造成電動(dòng)輪爬坡時(shí)打滑、噪聲大、動(dòng)力不足。鑒于此，本文采用電壓空間矢量調(diào)制(SVPWM)技術(shù)，并搭建了

3、轉(zhuǎn)速閉環(huán)的SVPWM—DTC模型。同時(shí)，直接轉(zhuǎn)矩控制中電機(jī)低速運(yùn)行時(shí)，定子磁鏈觀測(cè)器會(huì)因定子電阻的變化難以準(zhǔn)確跟蹤定子磁鏈，造成系統(tǒng)性能差。為解決此難題，本文設(shè)計(jì)了兩種不同的解決方案。方案一：設(shè)計(jì)了基于對(duì)角回歸網(wǎng)絡(luò)（DRNN）的定子電阻辨識(shí)方案，技術(shù)思路為：首先，推導(dǎo)出一種只受定子電阻變化影響的速度觀測(cè)器；當(dāng)定子電阻受熱阻值發(fā)生改變時(shí)，由此轉(zhuǎn)速觀測(cè)器所得轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速不一致；采用DRNN從此誤差中實(shí)時(shí)辨識(shí)出定子電阻，并對(duì)系統(tǒng)中定子電阻進(jìn)

4、行動(dòng)態(tài)調(diào)整。方案二：采用本課題組提出的定子磁鏈逆模型概念，利用 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)造定子磁鏈逆模型，設(shè)計(jì)了一種新型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)閉環(huán)磁鏈觀測(cè)器。該方案中，以實(shí)際異步電機(jī)作為參考，采用PID調(diào)節(jié)器對(duì)定子磁鏈進(jìn)行模型參考自適應(yīng)控制。仿真實(shí)驗(yàn)獲得了預(yù)期效果，系統(tǒng)低速性能得到良好改善，說明以上方案行之有效。同時(shí)，方案一僅能克服定子電阻變化對(duì)定子磁鏈的不利影響，而方案二除此之外，還可以克服其余參數(shù)變化對(duì)磁鏈的不利影響。
　　在實(shí)驗(yàn)部分介紹了與本課