異步電機間接轉矩控制系統(tǒng)的研究與實現.pdf

1、異步電機間接轉矩控制旨在改善直接轉矩控制系統(tǒng)由于采用轉矩和磁鏈的bang-bang控制所造成的開關頻率不固定、轉矩脈動大特別是低速性能較差的缺點。間接轉矩控制同直接轉矩控制一樣，也是直接在定子坐標系下分析交流電機的數學模型，計算電機的磁鏈以及轉矩，無需復雜繁瑣的坐標旋轉變換。從控制角度來講，間接轉矩控制利用輸出量為連續(xù)的PI調節(jié)器分別對轉矩和磁鏈進行調節(jié)，對逆變器的控制同樣采用幅值和相位可任意變化的合成電壓矢量，使磁鏈軌跡始終保持為圓形

2、，電壓空間矢量和磁鏈變化都可以精確計算出，是一種連續(xù)、精確的控制方式。
　　 間接轉矩控制系統(tǒng)中轉速觀測是必不可少的，但速度傳感器的存在給系統(tǒng)安裝增加了難度，且速度傳感器工作的可靠性直接影響系統(tǒng)運行的可靠性，因此，無速度傳感器控制己經成為交流傳動領域的研究熱點，并且廣泛應用于矢量控制，但在間接轉矩控制中無速度傳感器的應用相對較少，因此，研究無速度傳感器在間接轉矩控制中的應用是非常有意義的。
　　 本文在深入研究異步電機間

3、接轉矩和無速度傳感器控制理論的基礎上，分別就有速度傳感器和無速度傳感器兩種異步電機間接轉矩控制系統(tǒng)進行了仿真和系統(tǒng)實驗，完成的主要研究內容如下:
　　 1、定子磁鏈幅值和相位的準確觀測是異步電機間接轉矩控制系統(tǒng)的關鍵所在，計算定子磁鏈的U-N模型具有適用于從低速到高速的全速范圍的優(yōu)點，但是U-N模型結構復雜，在數字控制系統(tǒng)中需要實時求解微分方程組，離散方法選擇不當會造成計算誤差過大甚至計算結果不收斂。針對這一問題，本文提出了一種

4、觀測定子磁鏈的U一N模型的數字離散及系統(tǒng)實現方法。有速度傳感器和無速度傳感器異步電機間接轉矩控制系統(tǒng)的仿真和實驗結果表明，該方法在穩(wěn)態(tài)及動態(tài)情況下觀測結果穩(wěn)定、可靠。
　　 2、在深入研究異步電機間接轉矩控制基本原理的基礎上，完成了有速度傳感器異步電機間接轉矩控制系統(tǒng)的仿真和實驗，在一臺2.ZkW的交流電機實驗平臺上就間接轉矩控制系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)進行了軟件的編寫和調試，完成全速范圍內的啟動、調速、突加減額定負載等穩(wěn)態(tài)、動態(tài)性能實驗，

5、實驗結果表明，和直接轉矩控制系統(tǒng)相比，轉矩脈動及系統(tǒng)噪聲明顯減小，在突加、減負載的動態(tài)過程中定子磁鏈保持穩(wěn)定，過渡過程平滑，正弦度好;在啟動及負載擾動的動態(tài)過程中轉速跟隨給定;定子電流脈動小。
　　 3、模型參考自適應法是目前應用比較廣泛的一種在線轉速辨識方法。
　　 目前模型參考自適應法轉速辨識主要分為:基于轉子磁鏈、基于反電動勢、基于無功功率三種方法，通過對三者的比較，本文在繼承實驗室己有成果的基礎上選取基于無功功率

6、的模型參考自適應方法實現了異步電機在線轉速辨識，進行了軟件的編寫和系統(tǒng)實現。
　　 4、完成無速度傳感器異步電機間接轉矩控制不同轉速下的啟動、調速、突加減額定負載等穩(wěn)態(tài)、.動態(tài)性能實驗，基本實現系統(tǒng)全速范圍內無速度傳感器運行。實驗結果表明，基于無功功率模型參考自適方法的無速度傳感器異步電機間接轉矩控制系統(tǒng)包括不同轉速、空載、額定負載在內的各種運行狀態(tài)下，其穩(wěn)態(tài)時最大辨識誤差±18r/min，轉速越高辨識精度越高。