【正文】
、限制了系統(tǒng)的調(diào)速范圍。在這些電機傳動設備的應用領(lǐng)域中,比如風機水泵、港口起重設備、風力發(fā)電機等等還有對電機進行調(diào)速的需求。這不僅關(guān)乎我們當前的經(jīng)濟發(fā)展,更重要的,因為它與能源開發(fā)和節(jié)約息息相關(guān),還對我們未來的可持續(xù)發(fā)展有非常重要的意義。直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)是繼Ⅵ控制和矢量控制之后發(fā)展起來的一種高性能的交流變頻調(diào)速算法,最早是由德國教三相異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制研究 5 授 Depenbrock 和日本學者 Takahashi 提出的。 雖然直接轉(zhuǎn)矩控制存在上述缺點,但是由于它較之其他算法的確存在巨大優(yōu)勢,而且其缺點可以隨著新的控制技術(shù)以及高性能的數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展被不斷克服,使得直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的研究成為目前交流調(diào)速研究領(lǐng)域最大的熱點。各種研究和改進主要集中在以下幾點: (1)電機參數(shù)的辨識。 (4)控制器的設計。 圖 , (x=1~ 6)表示電壓空間矢量, 表示定子磁鏈空間矢量, 、 、 、 、 表示正六邊形的六條邊,也表示等分的六個區(qū)間。這種方法是最初的直接轉(zhuǎn)矩控制方案,即直接自控制方案的基本思想。 U s 6 ( 1 1 0 )αβΨ s ( t 2 )? Ψ s ( t )Ψ s ( t 1 )Ψ r ( t 2 )Ψ r ( t 1 )θ ( t 2 )θ ( t 1 )ω s 圖 電壓空間矢量對電動機轉(zhuǎn)矩的影響 逆變器以及基本空間矢量的概念和原理 在三相異步交流電機的變頻調(diào)速系統(tǒng)中,逆變器是非常重要的一個組成部分,它的主要功能是將直流電能轉(zhuǎn)化為交流電。其中,包括兩 個零矢量和六個非零矢量,非零矢量的幅值都為 2Vdc/3,相角依次相差 60 度。 三相異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制研究 13 定子磁鏈矢量空間位置檢測 圖 。但是,與矢量控制的要求不同,這里并不需要定子磁鏈矢量確切的位置信息,只要知道定子磁鏈矢量處于哪個區(qū)間就可以了。 電壓 電流模型 : 定子磁鏈的 ui模型如圖 。根據(jù)圖 31 可以推導 : (36) (37) 由此可以得到定子磁鏈的 in 模型,如圖 所示。由此可見,由于引入了電流調(diào)節(jié)器,使得電動機模型的仿真精度大大提高了。其中,對定子磁鏈采取兩點式調(diào)節(jié),對電磁轉(zhuǎn)矩采取三點式的調(diào)節(jié),如式 ()和式 ()所示。假設此時轉(zhuǎn)矩滯環(huán)比較器輸出 1,表示應該適當增大電磁轉(zhuǎn)矩,則選擇 U120(010),使 s? 加速逆時針旋轉(zhuǎn),以增大 ? ,從而增大電磁轉(zhuǎn)矩。 圖 磁鏈調(diào)節(jié) 轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)和磁鏈調(diào)節(jié)類似,也分為施密特兩點式或三點式調(diào)節(jié)和 PI 調(diào)節(jié),如圖 a),圖 b)所示。 解決這一問題的方法是,在起動期間想轉(zhuǎn)矩滯環(huán)比較器輸入載波信號,例如方波信號,頻率控制在 500 zH ,這樣既能有效利用零電壓開關(guān)矢量,又能改善定子磁鏈和電流的波形。而直接轉(zhuǎn) 矩控制更進一步,它不是通過控制電流,磁鏈等量來間接控制轉(zhuǎn)矩,而是把轉(zhuǎn)矩直接作為被控制量,采用轉(zhuǎn)矩閉環(huán)直接控制電動機的電磁轉(zhuǎn)矩,因此,它并不過于追求圓磁鏈軌跡,只追求對轉(zhuǎn)矩控制的快速和準確性。簡要介紹了電磁轉(zhuǎn)矩估計方法。由于使用 MATLAB編程運算與人進行科學計算的思路和表達方式一直,所以不像學習其他高級語言那樣難于掌握,用 MATLAB編寫程序有如在演算紙上排列出公式與求解問題。它包括了被稱為工具箱的各類應用問題的解求工具。圖 表示的是定子磁鏈在 兩相靜止坐標系下的形狀,可以看到,直接轉(zhuǎn)矩控制通過磁鏈的閉環(huán)控制,使定子磁鏈矢量的矢頭保持圓形的運動軌跡 ,保持了定子磁鏈的幅值在給定值 附近。 當然,作為一種在近年來才逐步發(fā)展起來的控制方法,直接轉(zhuǎn)矩控制自身還存三相異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制研究 27 在很多問題,具體表現(xiàn)在下面三個方面: (1)由于在控制過程中只考慮了轉(zhuǎn)矩和磁鏈誤差的方向性,而忽略了誤差的大小,這經(jīng)常導致在控制過程中誤差超過滯環(huán)比較的帶寬,從而使實際的轉(zhuǎn)矩和磁鏈產(chǎn)生較大的脈動,影響 實際性能。采用矢量細分法,消除所選矢量在某些區(qū)域的不對稱作用而使磁通的軌跡得到改善,并且在磁通旋轉(zhuǎn)速度上也提高了對稱性,消除了電流的畸變。 經(jīng) 研究 還 得出結(jié)論如下 : ,理論清晰,動態(tài)性能優(yōu)良,響應迅速?,F(xiàn)代控制理論和智能控制理論應用于 DTC 技術(shù),為改進 DTC 系統(tǒng)提供了堅實的理論依據(jù);同時高性能的數(shù)字處理器( DSP)的出現(xiàn),為改進 DTC 系統(tǒng)提供了強大的物質(zhì)基礎。 三相異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制研究 30 謝辭 轉(zhuǎn)眼之間,四年的大學生活接近了尾聲,當埋頭于畢業(yè)論文的設計時,隨著論文的尾聲將至,一種傷感 悄 然來臨。t appealed against the disciplinar y action your employer has taken against you. However, if you win your case, the tribunal may reduce any pensation awarded to you as a result of your failure to appeal. Remember that in most cases you must make an application to an employment tribunal within three months of the date when the event you are plaining about happened. If your application is received after this time limit, the tribunal will not usually accept i. If you are worried about how the time limits apply to you If you are being represented by a solicitor at the tribunal, they may ask you to sign an agreement where you pay their fee out of your pensation if you win the case. This is known as a damagesbased agreement. In England and Wales, your solicitor can39。s governing body, has also ordered an immediate investigation into the referee39。 Junior high school, thought to have a crush on just means that the real growth, but over the past three years later, his writing of alumni in peace, suddenly found that isn39。二十年的人生軌跡深深淺淺,突然就感覺到有些事情,非做不可了。s about how he felt and I would like to speak to him first to find out what his experience was. Uefa has opened disciplinary proceedings against CSKA for the racist behaviour of their fans during City39。謹向 王曉 晨 導師致以最衷心的感謝 ! 三相異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制研究 31 [參考文獻 ] [1] 韓安太 ,劉峙飛 ,黃海 .DSP 控制器原理及其在運動控制系統(tǒng)中的應用 [M].清華大學出版社 ,. [2] 陳伯時 . 電力拖動自動控制系統(tǒng) (第 3 版 )[M]. 北京 機械工業(yè)出版社 ,. [3] 王成元 ,電機現(xiàn)代控制技術(shù) [M],北京 機械工業(yè)出版社 ,. [4] 吳守箴 ,臧英杰 . 電氣傳動的脈寬調(diào)制控制技術(shù) [M].北京 機械工業(yè)出版社 ,2021. [5] 馬小亮 . 大功率交-直-交變 頻調(diào)速及矢量控制技術(shù) (第二版 )[M].北京 機械工業(yè)出版社 ,1996. 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You may need to make a claim to an employment tribunal if: you don39。 DSP 器件的進一步發(fā)展也為 DTC 技術(shù)難題突破提供了可能。今后可以對無速度傳感器的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)加以研究。接下來,本文根據(jù)逆變器的拓撲結(jié)構(gòu),引出了空間矢量的概念,介紹了 8 個基本的空間電壓矢量,并詳細介紹了基本空間電壓矢量對電機磁鏈和轉(zhuǎn)矩的影響作 用。( 3)引入模糊控制和智能控制,用軟件來解決轉(zhuǎn)矩脈動問題。 (2)DTC 算法直接對定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩進行控制,并采用了轉(zhuǎn)矩和磁鏈雙閉環(huán)的 控制策略,可以使得被控制量快速準確地跟隨給定值變化,動態(tài)性能良好。 圖 異步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真模型 電機模型主要參數(shù): PN=, UN=460V, fN=60Hz, RS= , J=另外 MATLAB和其他高級語言也具有良好的接口,可以很方便地與其他語言實現(xiàn)混合編程,這都進一步拓寬了它的應用范圍和使用領(lǐng)域。 MATLAB 軟件簡介 MATLAB軟件是由美國公司 MATH WORKS公司推出的用于數(shù)值計算和圖形處理的科學計算系統(tǒng)。 綜上所述,直接轉(zhuǎn)矩控制在很大程度上克服了矢量控制的復雜性,它采用空間矢量的分析方法,直接在定子坐標系下計算與控制交流電動機的轉(zhuǎn)矩,采用定子磁場定向,借助離散的兩 點式調(diào)節(jié)產(chǎn)生 PWM 信號,直接對逆變器的開關(guān)狀態(tài)進行最佳控制,以獲得轉(zhuǎn)矩的高動態(tài)性能,是一種具有高動態(tài)性能的交流調(diào)速方法。 直接轉(zhuǎn)矩控制采用空間矢量的概念來分析三相交流電動機的數(shù)學模型,用離散的電壓空間矢量來描述逆變器對交流電動機的控制,這既合乎實際,又特別簡單明了。如此,逆變器只能在這個規(guī)則下一次選擇非零開關(guān)電壓矢量,在這種情況之下,既不能選擇零電壓開關(guān)矢量,又沒有辦法實現(xiàn)對定子磁鏈的調(diào)制,這樣的結(jié)果是定子磁鏈矢量的軌跡呈靈變形,而不是圓形。另一種形式是 PI 調(diào)節(jié),如圖 b)所示。以此類推,如圖中虛線箭頭所示,就保證了 s?的幅值一直被限定在希望的范圍內(nèi)。 定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩的控制 在 DTC 控制理論中,核心就是通過選擇合理的電壓空間矢量,控制定子磁鏈的幅值保持在給定值附近,保持圓形的磁鏈軌跡,在此基礎上保持電磁轉(zhuǎn)矩快速跟隨給定值變化。如圖 所示 : 三相異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制研究 17 R SIIP IR SIIP IR rL σR rL σi s αi s α+? i+’Ψ s αΨ s β++++1L σ1L σ1L1L++Ψ r αΨ r αΨ r βΨ r βΨ s αΨ r α++++++i s β’i s βω 圖 un 模型 圖 29 中,電流調(diào)節(jié)“ PI”單元的作用是強迫電動機模型電流和實際的電動機電流相等 .如果電動機模型得到的電流 與實際測量到的電動機電流 不相等 .就會產(chǎn)生一個差值 送入到電流調(diào)節(jié)器的輸入端。 在 30%額定轉(zhuǎn)速以下范圍內(nèi),電壓 u 較小, uRi 較小,定子電阻壓降的影響很大,由此引起的誤差較大,此時磁鏈只能根據(jù)轉(zhuǎn)速來正確計算。所以定子磁鏈的準確觀測是異步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的重要組成部分,起著決定性作用。 QDρjs ψjψe s +=Ψ=Ψ s