【正文】 的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。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)。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。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。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)。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。這種坐標系的突出特點是：當三相坐標系中的電壓和電流是交流正弦波時，變換到兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標系上就成為直流量.異步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)所用到的數(shù)學模型，是異步電動機在兩相靜止坐標系下的數(shù)學模型。直接轉(zhuǎn)矩控制采用兩個滯環(huán)控制器，分別比較定子給定磁鏈和實際磁鏈、給定轉(zhuǎn)矩和實際轉(zhuǎn)矩的差值，然后，根據(jù)這兩個差值查詢逆變器電壓矢量開關(guān)表得到需要加在異步電動機上的恰當?shù)碾妷洪_關(guān)矢量，最后通過ＰＷＭ逆變器來實現(xiàn)對異步電動機的控制。零矢量(或)使電機終端短路，此磁鏈和轉(zhuǎn)矩保持不變。由in模型向ui模型切換需要一個電流PI調(diào)節(jié)器，它的作用是強迫電動機模型電流與實際的電動機電流相等，這樣可以提高電動機模型的仿真精度。當給定轉(zhuǎn)矩大于實際轉(zhuǎn)矩時，選擇適當?shù)碾妷菏噶恳栽龃筠D(zhuǎn)矩；當給定轉(zhuǎn)矩小于實際轉(zhuǎn)矩時，選擇適當?shù)碾妷菏噶恳詼p小轉(zhuǎn)矩。仿真所用到的電機參數(shù)如下：額定電u=500v,頻率f=50Hz,額定轉(zhuǎn)速v=,，轉(zhuǎn)子電阻,定子電感,定、轉(zhuǎn)子之間的互感,極對數(shù),仿真時間t=2s.仿真結(jié)果如圖244，圖245，圖246，圖247所示。圖247所示仿真結(jié)果表明，電機啟動以后上升到額定轉(zhuǎn)速。畢業(yè)設計（論文）使用授權(quán)聲明本人完全了解濱州學院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定。最后，我要感謝我的父母對我的關(guān)系和理解，如果沒有他們在我的學習生涯中的無私奉獻和默默支持，我將無法順利完成今天的學業(yè)。在論文的撰寫過程中老師們給予我很大的幫助，幫助解決了不少的難點，使得論文能夠及時完成，這里一并表示真誠的感謝。從他身上，我學到了許多能受益終生的東西。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明確方式標明。張老師一絲不茍的作風，嚴謹求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不僅授我以文，而且教我做人，對張老師的感激之情是無法用言語表達的。m之間。模塊框圖如圖242所示：圖242三相逆變器模塊框圖(8)三相兩相變換模塊三相兩相變換模塊根據(jù)三相兩相變換的基本方程式建立。(3)定子磁鏈控制器模塊定子磁鏈控制器模塊采用雙電平模式，根據(jù)Matlab模塊建立。在30％額定轉(zhuǎn)速下范圍內(nèi)，由于定子電阻壓降不可忽略，故定子磁鏈只能根據(jù)轉(zhuǎn)速來計算。通過查表21，可以選擇適當?shù)碾妷菏噶孔饔糜陔姍C，其電壓矢量實際上同時對電機的轉(zhuǎn)矩和磁鏈進行控制。該控制方案的原理是通過查表的方法以選擇合適的電壓空間矢量，從而實現(xiàn)異步電動機傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩和磁鏈的直接控制。數(shù)學模型由以下方程表述(1)磁鏈方程 (25)式中，——dq子磁鏈的兩個分量；,——dq系下定子電流與轉(zhuǎn)子電流的兩個分量；——定子與轉(zhuǎn)子同軸等效繞組間的互感；——定子等效兩相繞組的自感；——轉(zhuǎn)子等效兩相繞組的自感；(2)電壓方程 (26)式中，——dq坐標定子電壓與轉(zhuǎn)子電壓的兩個分量；,——電阻；, ——dq坐標系分別相對于定子,轉(zhuǎn)子的角速度 (3)轉(zhuǎn)矩方程 (27)式中——電動機轉(zhuǎn)矩 ——電動機極對數(shù)； (4)運動方程 (28)式中——負載轉(zhuǎn)矩——電動機轉(zhuǎn)速——電動機轉(zhuǎn)動慣量；以上構(gòu)成異步電動機在兩相靜止坐標系下的數(shù)學模型。2 應電動機直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理認真研究異步電動機的動態(tài)數(shù)學模型，是實現(xiàn)高性能的異步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的保證。由于異步電機的轉(zhuǎn)速與其旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速有一定的轉(zhuǎn)差關(guān)系，其調(diào)速性能較差，對要求較寬廣和平滑調(diào)速范圍的設備采用直流電機較經(jīng)濟、方便。(2)使用場合受到限制，在易燃易爆以及環(huán)境惡劣的地方不能采用。同時，由于電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，大規(guī)模集成電路和計算機控制技術(shù)的出現(xiàn)，以及交流拖動在節(jié)能減耗方面的優(yōu)勢，交流拖動在異步電動機和同步電動機控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應用，這些應用包括風機、造紙廠、地鐵和機車牽引、電動汽車、機床和機器人、家用電器和風力發(fā)電系統(tǒng)等。針對電機運行在基頻以上的弱磁調(diào)速情形，本文運用三種不同的直接轉(zhuǎn)矩控制方法分別進行了仿真驗證。華中科技大學文華學院畢業(yè)設計（論文） 題目：異步電機的直接轉(zhuǎn)矩控制仿真研究畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。仿真結(jié)果表明，兩種改進的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)在弱磁調(diào)速范圍內(nèi)依然優(yōu)于傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，依然能夠減小轉(zhuǎn)矩脈動和轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)誤差。交流電機的各種控制方法，包括標量控制、向量控制（磁場定向控制）、直接轉(zhuǎn)矩控制和自適應控制等。(3)由于直流電動機的結(jié)構(gòu)因素使單機容量及轉(zhuǎn)速受到限制。但隨著大功率電子器件及交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展，目前適用于寬調(diào)速的異步電機的調(diào)速性能及經(jīng)濟性已可與直流電機的相媲美。異步電動機的動態(tài)數(shù)學模型和直流電動機的動態(tài)數(shù)學模型相比有著本質(zhì)上的區(qū)別，是一個高階、非線性、強耦合的多變量系統(tǒng)。這種模型又稱為Kron的異步電動機方程式或雙軸原型電機（Two Axis Primitive Machine）基本方程式。其控制原理如下：首先，在三相靜止坐標系下，將電磁轉(zhuǎn)矩表示為電動機定子磁鏈和轉(zhuǎn)子磁鏈的函數(shù)： （213）式中,——定子磁鏈、轉(zhuǎn)子磁鏈, , ——定子電感、轉(zhuǎn)子電感、定子轉(zhuǎn)子之間的互感——電動機極對數(shù)——電磁轉(zhuǎn)矩——轉(zhuǎn)矩角，即定子磁鏈與轉(zhuǎn)子磁鏈之間的夾角在電動機實際運行中，保持定子磁鏈幅值為額定值，以便充分利用電動機鐵心；轉(zhuǎn)子磁鏈幅值由負載決定。表21逆變器電壓矢量開關(guān)表 11011101表22歸納了圖215中各個電壓矢量作用下，定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩變化量大小和方向。這種方法受轉(zhuǎn)子電阻、漏電感和定子電感變化的影響，觀測方法的魯棒性較低。當給定磁鏈大于實際磁鏈時，選擇適當?shù)碾妷菏噶恳栽龃蟠沛?；當給定磁鏈小于實際磁鏈時，選擇適當?shù)碾妷菏噶恳詼p小磁鏈。 (235)模塊輸入為定子三相交流電壓分量,輸出為定子兩相交流電壓分量,?！? 電磁轉(zhuǎn)矩被控制在8 N感謝進入大學以來對我有所幫助的所有老師，他們細心指導我的學習。本聲明的法律后果由本人承擔。再次對周巍老師表示衷心的感謝。33。另外，我還要感謝大學四年和我一起走過的同學朋友對我的關(guān)心與支持，與他們一起學習、生活，讓我在大學期間生活的很充實，給我留下了很多難忘的回憶。作者簽名: 二〇一〇年九月二十日 感謝我的同學們，在生活學習上對我的關(guān)心和幫助。m之間。為了驗證所建立的異步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)模型的合理性和有效性，本文對控制系統(tǒng)進行了仿真驗證。 , =1 （225） , =0 （226）模塊框圖如圖237所示：圖237定子磁鏈控制器模塊框圖參數(shù)設置如下：Switch on point： Switch off point： Output when on： 1 Output when off：0(4)電磁轉(zhuǎn)矩控制器模塊電磁轉(zhuǎn)矩控制器模塊采用雙電平模式，根據(jù)Matlab模塊建立。將30％額定轉(zhuǎn)速定為切換點于此轉(zhuǎn)速用ui模型，低于此轉(zhuǎn)速用in模型。同樣的，電壓矢量、和作用時，轉(zhuǎn)矩會增大；、和作用時，轉(zhuǎn)矩會減小。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。數(shù)學模型由以下方程表述：（1） 磁鏈方程 (29)式中,——d’q’ 坐標系下定子磁鏈與轉(zhuǎn)子磁鏈的兩個分量；, , , ——d’q’ 坐標系下定子電流與轉(zhuǎn)子電流的兩個分量；——定子與轉(zhuǎn)子同軸等效繞組間的互感；——定子等效兩相繞組的自感；——轉(zhuǎn)子等效兩相繞組的自感；（2） 電壓方程 (210)式中，——d’q’ 坐標定子電壓與轉(zhuǎn)子電壓的兩個分量；, ——定子電阻與轉(zhuǎn)子電阻——定子同步角轉(zhuǎn)速,——轉(zhuǎn)差頻率（3） 轉(zhuǎn)矩方程 (211)式中——電動機轉(zhuǎn)矩 ——電動機極對數(shù)；（4）運動方程 (212)式中——負載轉(zhuǎn)矩——電動機轉(zhuǎn)速——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)學模型。這樣，電機繞組就等效成圖２１所示的三相異步電動機的物理模型。所謂向量控制，就是將交流電動機模擬成直流電動機來控制，通過坐標變換實現(xiàn)電機定子電流的勵磁分量和轉(zhuǎn)矩分量的解耦，然后分別獨立控制，從而獲得高性能的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速回應特性。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，近年來交流調(diào)