【正文】 (24) LT —— 負載轉(zhuǎn)矩； ? —— 電動機轉(zhuǎn)速； J—— 電動機轉(zhuǎn)動慣量； 以上構(gòu)成異步電動機在兩相以任意轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的坐標系上的數(shù)學(xué)模型。圖中，定子三相繞組軸線 A,B,C 在空間是固定的， A 軸與參考坐標軸的 X 軸重合；轉(zhuǎn)子三相繞組軸線 a,b,c 隨 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子 a 軸和定子 A 軸間的電角度 ? 為空間角位移變量。因此，直接轉(zhuǎn)矩控制一問世便受到廣泛關(guān)注，目前國內(nèi)外圍繞直接轉(zhuǎn)矩控制的研究 十分活躍。盡管向量控制從理論上可以使交流拖動控制系統(tǒng)的動態(tài)特性得到改善，但是在向量解耦時需要用到電動機參數(shù)。 異步電機有較高的運行效率和較好的工作特性，從空載到滿載范圍內(nèi)接近恒速運行，能滿足大多數(shù)工農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)機械的傳動要求。異步電機是一種交流電機，其負載時的轉(zhuǎn)速與所接電網(wǎng)的頻率之比不是恒定關(guān)系，還隨著負載的大小發(fā)生變化。目前廣泛應(yīng)用于三相異步電動機、單相異步電動機、開關(guān)磁阻電動機和永磁同步電動機中，在家用電器、汽車工業(yè)、電力機車牽引等工業(yè)生產(chǎn)中也發(fā)揮著巨大的作用。采用向量控制可以使異步電動機像他勵直流電動機那樣實現(xiàn)高性能的解耦控 制，因此向量控制也被稱為解耦控制或向量變換控制。 在交流電動機控制技術(shù)中槍挑調(diào)頻控制、矢量控制以及直接轉(zhuǎn)矩 控制（ Direct Torque Control 簡稱 DTC）具有代表性。 直接轉(zhuǎn)矩控制 (DTC)交流調(diào)速技術(shù)是繼矢量控制變頻之后發(fā)展起來的一種新型的具有高性能的變頻調(diào)速技術(shù)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 指導(dǎo)教師評閱書 指導(dǎo)教師評價： 一、撰寫（設(shè)計）過程 學(xué)生在論文（設(shè)計）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生綜合運用所學(xué)知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計方案的合理性 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 完成畢業(yè)論文（設(shè)計）期間的出勤情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計）質(zhì)量 論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計）水平 論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng) 意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 評閱教師評閱書 評閱教師評價： 一、論文（設(shè)計）質(zhì)量 論文（設(shè) 計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計）水平 論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 評閱教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見 教研室（或答辯小組）評價： 一、答辯過程 畢業(yè)論文（設(shè)計）的基本要點和見解的敘述情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 對答辯問題的反應(yīng)、理解、表達情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生答辯過程中的精神狀態(tài) □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計）質(zhì)量 論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計）水平 論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 評定成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名） 年 月 日 教學(xué)系意見： 系主任： （簽名） 年 月 日 2 目 錄 摘 要 ????????????????????????????? 1 關(guān)鍵詞 ???????????????????????????? 1 Abstract ?????????????????????????? 1 Key words??????????????????????? ??? 2 前 言 ???????????????????????????? 3 論 ?????????????????????????? ?? 4 課題背景 ?????????????????????? ? 4 異步電機發(fā)展概況 ?????????????????? 4 直接轉(zhuǎn)矩控制的產(chǎn)生與概況 ????????????? ? 5 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ????????????????? ??? 6 ?????????????? ? 7 異步電動機的數(shù)學(xué)模型 ??????? ????????? 7 ??? 8 ???? 9 ???? 10 ??????????????????? 11 直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理 ?????????????? 13 定子磁鏈的估計模型 ????????????????? 17 ui 模型 ????????????? 17 鏈估計的 in 模型 ????????????? 17 un 模型 ????????????? 18 3. 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真研究 ? ?????????????? 19 系統(tǒng)的總體構(gòu)成 ???????????????????? 19 仿真模型的建立 ???????????????????? 19 仿真結(jié)果及分析 ???????????????????? 25 總結(jié)與展望 ?????????????????????????? 27 參考文獻 ???????????? ??????????????? 28 致謝 ????????????????????????????? 29 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 異步電機的直接轉(zhuǎn)矩控制仿真研究 摘 要 本文先簡單介紹了該研究的背景和發(fā)展概況，隨即又 介紹 了異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制的生產(chǎn)概況和國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，最后對異步電機的直接轉(zhuǎn)矩控制仿真 進行了 研究。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。 仿真結(jié)果表明所設(shè)計的定子磁鏈的加權(quán)模型能夠在電機運行的全速范圍內(nèi)準確地估計定子磁鏈。 DTC 借助瞬時空間矢量理論在定子靜止坐標系下計 算電動機的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，通過轉(zhuǎn)矩兩點式調(diào)節(jié)器把轉(zhuǎn)矩檢測值與給定值做滯環(huán)的比較，把轉(zhuǎn)矩波動限制在一定的容差范圍內(nèi)，其控制效果取決于轉(zhuǎn)矩的實際狀況，具有結(jié)構(gòu)簡單和動態(tài)響應(yīng)快的優(yōu)點。其中應(yīng)用直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)是一種高性能的控制調(diào)速技術(shù)，直接轉(zhuǎn)矩控制對交流傳動來說是一種最優(yōu)的電動機控制技術(shù)，它可以對所有交流電動機的核心變量進行直接控制。向量控制既可以應(yīng)用于異步電動機控制系統(tǒng)，也可以應(yīng)用于同步電動機控制系統(tǒng) H1。 異步電機發(fā)展概況 電力拖動系統(tǒng)分為恒速 拖動系統(tǒng)和調(diào)速拖動系統(tǒng)。負載轉(zhuǎn)矩越大，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越低。異步電機還便于派生成各種不同型式，以適應(yīng)不同環(huán)境條件的需要。在電動機運行過程中，隨著電動機溫度的升高和磁路的飽和，這些參數(shù)可能在大范圍內(nèi)變化，而使用不精確的參數(shù)則難以實現(xiàn)動態(tài)過程的完全解耦。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 直接轉(zhuǎn)矩控制雖然有以上諸多優(yōu)點，但目前在理論上尚不成熟，不夠完善，其經(jīng)典模型固有的缺陷一直阻礙著直接轉(zhuǎn)矩控制的進一步發(fā)展。規(guī)定各繞組電壓、電流、磁鏈的正 方向符合電動機慣例和右手螺旋定則。它比異步電動機在三相以任意轉(zhuǎn)速 旋轉(zhuǎn)的坐標系上的數(shù)學(xué)模型簡單，階次有所降低，但是其非線性、多變量、強耦合的性質(zhì)沒有改變。39。sq? , 39。1111s d s dS S s m ms q s qs S S m mr d r dm s m r r s rr q r qs m m s r r ruiR L P L L p LL R L P L L pL p L R L P LL L p L R L P????????? ? ?? ? ? ???? ? ? ????? ? ? ???? ? ? ?? ? ?? ? ? ??? ? ? ???? ? ? ? (210) 式中 39。()e p m sq rd sd rqT n L i i i i?? (211) 式中 eT —— 電動機轉(zhuǎn)矩 pn —— 電動機極對數(shù)； （ 4） 運動方程 eL pjdTT n dt??? (212) 式中 LT —— 負載轉(zhuǎn)矩 ? —— 電動機轉(zhuǎn)速 J —— 電動機轉(zhuǎn)動慣量； 以上構(gòu)成異步電動機在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學(xué)模型。 m) 圖 210 轉(zhuǎn)矩曲線 (負載轉(zhuǎn)矩為 10n在直接轉(zhuǎn)矩控制中，其基本控制方法就是通過選擇電壓空間矢量來控制定子磁鏈的旋轉(zhuǎn)速度，控制定子磁鏈走走停停，以改變定子磁鏈的平均旋轉(zhuǎn)速度的大小，從而改變轉(zhuǎn)矩角的大小，以達到控制電動機轉(zhuǎn)矩的目的 。 )。同樣的，電壓矢量 2V 、 3V 和 4V 作用時，轉(zhuǎn)矩會增大； 1V 、 2V 和 6V 作用時，轉(zhuǎn)