【正文】 e hydteresis regular to achieve and analysing the chart by simulating to confirmation the validity and reliability of DTC. Keywords: Asynchronous Motor， Direct Torque Control， Flux link， Simulation 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 I 目 錄 摘 要 ........................................................i ABSTRACT .....................................................ii 1 緒論 ........................................................1 交流電動機調(diào)速的發(fā)展和現(xiàn)狀 ............................. 1 直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 ...................... 2 直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀 ...................... 2 直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的發(fā)展趨勢 .......................... 3 論文工作內(nèi)容 .......................................... 4 2 直接轉(zhuǎn)矩控制機理分析 ........................................5 概述 .................................................. 5 異步電動機數(shù)學(xué)模型 .................................... 5 異步電動機理想數(shù)學(xué)方程 .......................... 5 異步電動機空間矢量等效電路 ....................... 7 逆變器的輸出電壓狀態(tài)及電壓空間矢量 .................... 8 逆變器輸出電壓狀態(tài) .............................. 8 電壓空間矢量 .................................... 9 異步電動機磁鏈模型 .................................... 10 電壓空間矢量對電動機定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩的影響 ............. 12 電壓空間矢量對定子磁鏈影響 ..................... 12 電壓空間矢量對轉(zhuǎn)矩的影響 ....................... 13 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器原理 ........................... 14 磁鏈滯環(huán)調(diào)節(jié)器 ................................. 16 轉(zhuǎn)矩滯環(huán)調(diào)節(jié)器 ................................. 16 3 直接轉(zhuǎn)矩控制的 SIMULINK 仿真 ................................18 MATLAB/SIMULINK 介紹 .................................. 18 仿真模型搭建及參數(shù)設(shè)置 ............................... 21 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 II 仿真結(jié)果及分析 ....................................... 24 改變磁鏈滯環(huán)容差 ............................... 24 突加轉(zhuǎn)矩 ....................................... 32 改變轉(zhuǎn)矩滯環(huán)容差 ................................ 34 改變負載轉(zhuǎn)矩 ................................... 36 4 總結(jié) .......................................................39 參考文獻 .....................................................40 致謝 .........................................................42 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 1 1 緒論 交流 電動機調(diào)速的發(fā)展 和現(xiàn)狀 在用電系統(tǒng)中，電動機作為主要的動力設(shè)備廣泛地應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防、科技及社會生活等各個方面。 本 文 介紹了 異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制 的基 本 原理 和系統(tǒng)的基本構(gòu)成 ， 利用 MATLAB/SIMULINK 工具 ，構(gòu)建了異步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的 仿真模型 。 但是，由于直流電動機本身結(jié)構(gòu)存在機械換向和電刷，使得直流調(diào)速的發(fā)展受到一定的限制。脈寬調(diào)制（ PWM）技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用使得變頻裝置的性能的到優(yōu)化，適 用于各類交流調(diào)速系統(tǒng)。 直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀 1985 年，德國人 提出了直接轉(zhuǎn)矩控制理論，在實現(xiàn)磁鏈的同時也實現(xiàn)了對直接轉(zhuǎn)矩的控制。采用軟件開關(guān)式逆變器，其開關(guān)頻率可以達到幾十個千 Hz，它著眼于超大功率傳動問題。 （ 3）直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)形成 PWM脈沖是以產(chǎn)生圓形氣隙磁場為目的，通過優(yōu)選主回路中電壓型逆變器開關(guān)切換時間，使磁場近似圓形， 使電機的諧波損耗、溫升、轉(zhuǎn)矩波動和噪聲降低。通過改變控制系統(tǒng)中直接影響電動機性能的轉(zhuǎn)矩滯環(huán)調(diào)節(jié)器和 磁鏈滯環(huán)調(diào)節(jié)器的參數(shù)，通過仿真得到仿真圖，對仿真進行分析，驗證直接轉(zhuǎn)矩控制方法的有效性和可靠性 。 ????????????????????caBA??????bC =????????????????????ccbcacCcBcAbcbbabCbBbAacaba aCaBaACcCbCaCCBCABcBbBaBCBBAacAbAaACABA L M M　M MM M L M M MM M M L M MM M M M L MM M M M M LM M M M M M L????????????????????cbaCBAiiiiii （ 22） 式中 ； AL 、 BL 、 CL 、 a L 、 bL 、 cL — 各相 定子、轉(zhuǎn)子 自感，電磁矩陣中其他元素為定子、轉(zhuǎn)子或定轉(zhuǎn)子見的互感。 該效電路等效電路 是在正交定子坐標系上描述異步電動機的 ， 下圖為異步 電動機空間矢量等 電 效電路。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 9 表 21 逆變器的 8種開關(guān)狀態(tài) 狀態(tài) 0 1 2 3 4 5 6 7 aS bS cS 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 對應(yīng)于逆變器的 8種開關(guān)狀態(tài)，對外部負載來說，逆變器輸出 7 種不同的電壓狀態(tài)。對應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)是 011— 001— 101— 100— 110— 010。故 iu? 模型在30%額定轉(zhuǎn)速以上時，能夠非常準確的確定定子磁鏈，并且仍要注意溫度對電阻的影響。此外 ni? 模型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，角速度 ? 的測量誤差對模型影響很大，故需要精密的測量角速度 ? 。插入零矢量后，定子磁鏈靜止，由于零矢量的插入，使得旋轉(zhuǎn)速度變慢，在這期間保持電壓空間矢量作用時間不變，定子磁鏈幅值不變，電動機實現(xiàn)恒磁通調(diào)速，即實現(xiàn)了恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。 （ 3）迅速減小轉(zhuǎn)矩：施加有效反向電壓空間矢量，定子磁鏈會進行反方向旋轉(zhuǎn)，磁通角迅速減小，使得轉(zhuǎn)矩也迅速減小。 磁鏈調(diào)節(jié)過程是通過磁鏈電壓完成，磁鏈電壓為定子電壓 空間矢量，目的在于區(qū)別轉(zhuǎn)矩電壓，作用在于增大定子磁鏈幅值。 容差為 m?? ， 調(diào)節(jié)器采用離散的亮點式調(diào)節(jié)方式。 MATLAB 可以完成以下工作： （ 1） 數(shù)值分析 （ 2） 數(shù)值和符號計算 （ 3） 工程與科學(xué)繪圖 （ 4） 控制系統(tǒng)的設(shè)計與仿 真 （ 5） 數(shù)字圖像處理 技術(shù) （ 6） 數(shù)字信號處理技術(shù) （ 7） 通訊系統(tǒng)設(shè)計與仿真 （ 8） 財務(wù)與金融工程 SIMULINK是 MATLAB中的一種可視化仿真工具，是一種基于 MATLAB的框圖設(shè)計環(huán)境，是實現(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個 軟件包 ，被廣泛應(yīng)用于 線性系統(tǒng) 、非線性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號處理的建模和仿真中。 可以 在 MATLAB的命令窗口直接鍵入 Powerlib。 （ 3） 預(yù)估一校正法：預(yù)估一校正法是先用 一 顯式公式估計一個初值，然后再用隱式公式進行迭代運算，實現(xiàn)校正，它可以避免隱式中的大量迭代運算。最常用的是四階龍格 — 庫塔法，它雖然有一定的時間損耗。如果模型全部是離散的，定步長和變步長都采用 Discrete算法，如果含有連續(xù)狀態(tài)．對于定步長和變步長供選擇的算法是不同的，下面將其中常用的算法簡要說明一下。仿真波形如下圖示： 圖 45 磁鏈軌跡 圖 46 三相電流波形 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 25 圖 47 轉(zhuǎn)矩波形 圖 48 轉(zhuǎn)速波形 由仿真圖像可知， 在電機啟動過程中，在 PI 調(diào)節(jié)器作用下，對三相電流、轉(zhuǎn)矩起到放大作用，使轉(zhuǎn)速迅速提高。通過改變 磁鏈滯環(huán)容差， 使得 磁鏈脈動減小，磁鏈軌跡近似為圓形， 隨著磁鏈滯環(huán)容差的減小 ，三相電流、轉(zhuǎn)矩 的 脈動也隨之 降低， 穩(wěn)態(tài)后 轉(zhuǎn)速平滑性好。當轉(zhuǎn)速達到平衡，三相電流幅值降低，轉(zhuǎn)矩幅值降低，并且隨著轉(zhuǎn)速的平衡也達到平衡狀態(tài)。在此對司老師表示崇高的敬意和真摯的感謝。 本工程由寧夏燕寶房地產(chǎn)開發(fā)有限公司開發(fā)，銀川市規(guī)劃建筑設(shè)計院設(shè)計。 本工程設(shè)計屋面為坡屋面防水采用防水涂料?；A(chǔ)采用 C30 鋼筋砼條形基礎(chǔ)，上砌 MU30 毛石基礎(chǔ)，砂漿采用 M10 水泥砂漿。具體進度計劃詳見附圖－ 1（施工進度計劃）。 ⑵ 現(xiàn)場設(shè)鋼筋切斷機 1 臺，調(diào)直機 1 臺，電焊機 2 臺， 1 臺對焊機。 生活用水 生活用水 采用自來水。 B、主、次控軸線定位時均布置引樁，引樁采用木樁，后砌一水泥砂漿磚墩；并將軸線標注在四周永久性建筑物或構(gòu)造物上，施測完成后報建設(shè)單位、監(jiān)理單位確認后另以妥善保護。 B、施工層放線時，應(yīng)在結(jié)構(gòu)平面上校投測軸線，閉合后再測設(shè)細部尺寸和邊線。 砌筑工程 ⑴ 材料 磚： MU15 多孔磚，毛石基礎(chǔ)采用 MU30 毛石。 F、接槎時必須將表面清理干凈，澆水濕潤，填實砂漿，保持灰縫平直。 以下采用 M10 水泥砂漿，一、二、三、四層采用 M10 混合砂漿，五層以上采用 混合砂漿。 基坑開挖 本工種設(shè)計地基換工，夯填砂礫墊層 1100mm；根據(jù)此特點，采用機械大開挖，留 200mm 厚進行挖工、鏟平。 D、水準點：建設(shè)單位給定準點，建筑物177。 ⑵ 裝修期間 抹灰工 60 人；木工 4 人；油工 8 人；電工 6 人；水暖工10 人。 ⑷ 回填期間設(shè)打夯機 2 臺。 ⑵ 結(jié)構(gòu)工程 結(jié)構(gòu)定位放線（預(yù)檢）→構(gòu)造柱鋼筋綁扎、定位（隱檢）→磚墻砌筑（＋ 50cm 線找平、預(yù)檢）→柱梁、頂板支模（預(yù)檢）→梁板鋼筋綁扎（隱檢、開盤申請）→砼澆筑→下一層結(jié)構(gòu)定位放線→重復(fù)上述施工工序直至頂。 本工程結(jié)構(gòu)中使用主要材料：鋼材： I 級鋼， II 級鋼；砼：基礎(chǔ)墊層 C10，基礎(chǔ)底板、地圈梁、基礎(chǔ)構(gòu)造柱均采用 C30，其余均 C20。內(nèi)墻面除衛(wèi)生間 200 300 瓷磚，高到頂外，其余均水泥砂槳罩面，刮二遍膩子；樓梯間內(nèi)墻采用 50河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 2 厚膠粉聚苯顆粒保溫。 本工程建筑面積 :27樓 。 最后向所有的老師和同學(xué)表示感謝，感謝他們陪伴的四年，感謝他們的教導(dǎo)和幫助，使我可以完成學(xué)業(yè)。 論文所做的工作包括： （ 1）