【正文】 大提升交流電機(jī)的潛力，使交流感應(yīng)電機(jī)更好的應(yīng)用于電動汽車領(lǐng)域。交流感應(yīng)電動機(jī) 價格便宜、維護(hù)簡單、體積較小。詳細(xì)流程是先將測得的異步電機(jī)的定子電流矢量分為兩種電流分量，一種產(chǎn)生磁蘭州交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 場，另一種分量產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，接著控制這以上電流分量，與此同時，控制兩種電流分量之間的幅值以及相位，因此把這種控制方法叫做矢量控制技術(shù) [3]。即m? ()cirmncieWpT????||?式中： ——磁極對數(shù)； 為電角位移， 。由此可見，在必要的時刻依次給出定子電壓空間矢量 S1 至 S6，可以得到定子磁量依次沿著圖中的 S1S2S3S4S5S6 的次序運(yùn)動，形成了一個正六邊形磁鏈。實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)與控制使用轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器即可完成。根據(jù)以上判斷便可列出直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的開關(guān)狀態(tài)，如表 。??)(Wbs。0。仿真結(jié)果如下：蘭州交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 )(Wbs。蘭州交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 致 謝四年的本科學(xué)習(xí)生涯，使我在很多方面都有較大的收獲。近似圓形磁鏈直接轉(zhuǎn)矩的控制系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：(1) 相對六邊形磁鏈控制過于繁瑣，通過查事先確定的優(yōu)化開關(guān)狀態(tài)表確定每一時刻的最優(yōu)開關(guān)狀態(tài)；(2) 每個區(qū)段內(nèi)都需要根據(jù)數(shù)個電壓狀態(tài)進(jìn)行判斷，實(shí)現(xiàn)定子磁鏈近似圓形旋轉(zhuǎn)；(3) 在近似圓形磁鏈直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，由于開關(guān)的狀態(tài)非常復(fù)雜，便要求逆變器開關(guān)非常頻繁，這樣會導(dǎo)致元器件的損耗增大；(4) 在六邊形磁鏈直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中出現(xiàn)較大的電流畸變狀況非常嚴(yán)重，而在近似圓形磁鏈控制中便可以利用調(diào)節(jié)滯環(huán)比較器的相關(guān)功能使這種影響程度大大降低。系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置如下：所用的電機(jī)類型為鼠籠型異步電動機(jī)：額定功率參數(shù)設(shè)定為 ，電阻 sR為 ?；逆變器的直流電源 E 為 100V。1。轉(zhuǎn)矩容差設(shè)為 采用以上兩種電壓矢量進(jìn)行控制的優(yōu)點(diǎn)是上述兩個電壓向量中只有一位開關(guān)量與其他兩位開關(guān)量不相同，因此在切換時只需要改變其中不同的一位開關(guān)量的狀態(tài)，這樣做比較簡單，也降低了逆變器的開關(guān)頻率，而且也會讓定子磁鏈的軌跡近似圓形運(yùn)動。 （）?????213??cbas 1 s 2 s 3 s 4 s 5 s 6011001101100110010011001g???g???as ?bs ?cs ?as ubs ucs uas ubs ucs ubacda??b??c??區(qū)段 磁鏈開關(guān)信號與電壓空間矢量的選擇蘭州交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 a－異步電機(jī)定子磁鏈的β分量 b－異步電機(jī)磁鏈的開關(guān)信號c－電壓開關(guān)信號 d－電壓狀態(tài)信號圖 中的每個區(qū)間 s1~s6 分別向 、 、 三個坐標(biāo)軸投影，可以得出該區(qū)間a?bc內(nèi)的三個磁鏈分量，波形如圖 ，采用三個施密特觸發(fā)器（見圖 ） ，施密特觸發(fā)器的容差是 ，將三個磁鏈分量和磁鏈的給定值一一比較，得到相對應(yīng)的磁鏈開關(guān)g???信號，如圖 區(qū)域所示。在這 8 種組合中，并非全部有效，其中在組合 (000)和(111)狀蘭州交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 態(tài)時，理想逆變器輸出電壓為零，因此將其稱為無效組合。 異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型和空間矢量等效電路 異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型當(dāng)下列條件存在時，可以搭建異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型：(1) 氣隙均勻；(2) 磁路線性；(3) 定子和轉(zhuǎn)子的繞組對稱分布，并且有效導(dǎo)體部分沿均勻的氣隙空間作正弦分布；(4) 忽略磁場諧波的影響不計(jì)。此文列舉三種交流感應(yīng)電機(jī)的控制方法，具體如下所述。雙凸結(jié)構(gòu)十分牢固，比較適合高速旋轉(zhuǎn)的狀況，并且不用維護(hù)，其費(fèi)用也低，所以很受工業(yè)重視。直流電動機(jī)根據(jù)有無勵磁繞組可以分為勵磁繞組式和永磁式。電動汽車的大力發(fā)展，不但可以實(shí)現(xiàn)低排放而達(dá)到減少環(huán)境污染的效果，而且可以緩解石油資源的枯竭。例如，通用汽車公司開發(fā)的 E1 型電動汽車，克萊斯勒公司重點(diǎn)研究和設(shè)計(jì)的電動汽車；近幾年日本本田公司研發(fā)的電動轎車，德國寶馬公司開發(fā)的El 電動旅行車等。交流感應(yīng)電動機(jī)需要使用逆變器將直流電變?yōu)榻涣麟姟?控制裝置較復(fù)雜。 直接轉(zhuǎn)矩控制直接轉(zhuǎn)矩控制原理：利用空間矢量的分析方法和定子磁場定向的分析方法，可以在相應(yīng)的定子坐標(biāo)系下分析并搭建異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型，計(jì)算異步電動機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩并進(jìn)行相應(yīng)的控制 [4]。npr蘭州交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 （）)()([(?120sinii iiiMp21TrbCaBcAb rcbBasrnrsTsrTe ?????????????式中： ——定轉(zhuǎn)子之間的互感。但是若定子電壓為零矢量，那么磁鏈的增量為也就零，而這個作用是使磁鏈?zhǔn)噶康庙旤c(diǎn)停在原來的空間位置不動。轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器的輸入信號是轉(zhuǎn)矩給定值 和反饋值 比較所得的信號差 △ T，開關(guān)信號 TQ 作為轉(zhuǎn)gTf矩調(diào)解器對應(yīng)的輸出信號，轉(zhuǎn)矩兩點(diǎn)式調(diào)節(jié)器的容差為 ，運(yùn)用離散的兩點(diǎn)式調(diào)節(jié)m??方法，把轉(zhuǎn)矩的波動可以限制在已知所給定值的容差范圍之內(nèi)。 異步電動機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制結(jié)構(gòu)的開關(guān)變換狀態(tài)轉(zhuǎn) 向扇區(qū)Q? T扇區(qū) 1 扇區(qū) 2 扇區(qū) 3 扇區(qū) 4 扇區(qū) 5 扇區(qū) 6?)0(5u)(4)10(6u)(2)10(3u)(77701?1623154T)()(5)(4)(6)(2)(30?Qu170u70u17逆向（R=1順時針） ?2354061)(6)(2)(3)1()(5)(4T707070??5u146u23u1Q)(2)(3)(1)(5)(4)(60701707正向（R=0逆時針） ?1T54623蘭州交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 4 基于 MATLAB/SIMULINK 的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真MATLAB 具有很強(qiáng)的矩陣運(yùn)算和繪圖能力，仿真環(huán)境簡單，已較為廣泛的被工業(yè)領(lǐng)域所應(yīng)用。??圖 定子磁鏈軌跡蘭州交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 電壓（V）時間 （ s ）0 604020020406080 圖 定子 a 相電壓時間 （ s ）電磁轉(zhuǎn)矩Te (N ?m）0 24681012圖 電磁轉(zhuǎn)矩蘭州交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 0 0102030405060時時時s時時時時r/min時圖 電機(jī)轉(zhuǎn)速可見，在電機(jī)轉(zhuǎn)速很低時，計(jì)算誤差較大，造成磁鏈軌跡畸變得比較厲害。0]u4[0。??)(Wbs。這四年里所有的收獲都來自老師的指導(dǎo)和教誨，正是老師們在學(xué)習(xí)和生活上無微不至的關(guān)懷，使我充實(shí)而快樂的渡過了我的本科學(xué)習(xí)階段。 兩種控制方法的比較分析由以上仿真實(shí)驗(yàn)可知，六邊形磁鏈直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)具有如下所述的特點(diǎn)：(1) 六邊形磁鏈的控制方法簡單，進(jìn)行控制時只需要進(jìn)行兩種調(diào)節(jié)，通過電壓空間矢量控制磁鏈?zhǔn)蛊淠軌蜓刂呅诬壽E運(yùn)動：蘭州交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 (2) 在六邊形磁鏈控制中，每個區(qū)段只根據(jù)有效電壓矢量和零電壓矢量通過判斷即可；(3) 功率器件的開關(guān)次數(shù)較少，因此減少了功率器件的損耗：(4) 在六邊形控制方法下，電流和轉(zhuǎn)矩將產(chǎn)生較大的脈動。0]u0Table 4Table 3Table 2Table 1MultiportSwitch1MultiportSwitchMemoryLookupTable (2D)1Constant Add4Location_N3Torque_Q2Flux_Q1R_direction圖 電壓矢量選擇模塊 近似圓形磁鏈直接轉(zhuǎn)矩控制原理的仿真MATLAB/Simulink 平臺下搭建的近似圓形磁鏈直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真模型參見附錄 B。1Sabc[1。系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置如下：電動機(jī)類型選擇鼠籠式異步電動機(jī)，額定功率參數(shù)設(shè)定為，額定轉(zhuǎn)速參數(shù)設(shè)定為為 1440r/min，額定頻率參數(shù)設(shè)置為 50HZ；逆變器直流電源 E 取 100V。當(dāng)定子磁鏈以正向旋轉(zhuǎn)且處于表中 S1 區(qū)間時，采用 u6(110)和 u2(010) 這兩種電壓矢量來控制定子磁鏈