【正文】 oordinate transformation and strong dependency of parameters, the DTC technique of induction motors is known to have a simple control structure,fast torque responses and easy to implement. The basic principle and structure of DTC have been intoduced. Using Matlab/Simulink build the DTC simulation system modle. Using the method of Park vector. The signal of PWM is bulit by dint of the discrete bandband adjustment in order to control optimally the state of the switches of inverter and get dynamic and static response of the optimal system. Controling the motor by changing the parameters of flux chain hysteresis regulartor and torque 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(jì)（論文）說明書 I 目 錄 摘 要 ........................................................i ABSTRACT .....................................................ii 1 緒論 ........................................................1 交流電動(dòng)機(jī)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(shì) ...................... 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(shì) .......................... 3 論文工作內(nèi)容 .......................................... 4 2 直接轉(zhuǎn)矩控制機(jī)理分析 ........................................5 概述 .................................................. 5 異步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型 .................................... 5 異步電動(dòng)機(jī)理想數(shù)學(xué)方程 .......................... 5 異步電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)磁鏈模型 .................................... 10 電壓空間矢量對(duì)電動(dòng)機(jī)定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩的影響 ............. 12 電壓空間矢量對(duì)定子磁鏈影響 ..................... 12 電壓空間矢量對(duì)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(jì)（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(fù)載轉(zhuǎn)矩 ................................... 36 4 總結(jié) .......................................................39 參考文獻(xiàn) .....................................................40 致謝 .........................................................42 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 1 1 緒論 交流 電動(dòng)機(jī)調(diào)速的發(fā)展 和現(xiàn)狀 在用電系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)作為主要的動(dòng)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(huì)生活等各個(gè)方面。此類調(diào)速河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 2 采用參數(shù)重構(gòu)和狀態(tài)重構(gòu)的現(xiàn)代控制的理論實(shí)現(xiàn)交流電機(jī)定子電流勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量的耦合，實(shí)現(xiàn)了等效于直流調(diào)速的控制過程，使得交流調(diào)速性能得到改善和提高。 直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 直接轉(zhuǎn)矩目前雖然已經(jīng)被廣泛運(yùn)用，但是在理論和應(yīng)用實(shí)踐方面仍有許多問題需要進(jìn)一步研究和探討。運(yùn)用空間矢量的分析方法，直接在定子坐標(biāo)系下計(jì)算與控制交流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，采用定子磁場定向，借助于離散的兩點(diǎn)式調(diào)節(jié)（ BangBang 控制） 產(chǎn)生 PWM 信號(hào)，直接對(duì)逆變器的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行最佳控制，以獲得轉(zhuǎn)矩的高動(dòng)態(tài)性能。 根據(jù)以上規(guī)定，異步電動(dòng)機(jī)在定子坐標(biāo)系上可由以下方程表示： usss iRu ??? （ 25） rrr jiR ??? ???0 （ 26） 由以上方程推出定子磁鏈與轉(zhuǎn)子磁鏈方程式： su iL?? （ 27） rur iL??? ?? （ 28） ????sin231 rue LT ? （ 29） 逆變器的 輸出電壓狀態(tài) 及電壓空間矢量 逆變器輸出電壓狀態(tài) 逆變器 （見圖 22） 由三組、六個(gè)開關(guān)（ aS 、 aS 、 bS 、 bS 、 cS 、 cS ）組成。 1234571su 2su 3su5su6s ? ?011? ?001? ?101? ?100? ?110? ?01 0? ?00 0? ?1114su 圖 2 3 電 壓 空 間 矢 量 表 示 的7 種 離 散 電 壓 狀 態(tài) 異步電動(dòng)機(jī)磁鏈模型 對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行定子磁鏈觀測(cè)非常重要，對(duì)于磁鏈的估算提出了三種模型： iu? 模型， ni? 模型和 nu? 模型。 電壓空間矢量對(duì)電動(dòng)機(jī)定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩的影響 電壓空間矢量對(duì)定子磁鏈影響 將逆變器的輸出電壓 ??tus 直接加到異步電動(dòng)機(jī)的定子上，定子電壓與逆變器電壓相等也為 ??tus ，得定子磁鏈 ??ts? 與定子電壓 ??tus 關(guān)系式為： ??ts? = ? ? ? ?? ?dtRtitusss? ? （ 214） 若忽略定子電阻壓降的影響，近似為： ??ts? = ??dttus? （ 215） 該關(guān)系式表示定子磁鏈空間矢量與電壓空間矢量之間的積分關(guān)系。直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)可分為以下 幾 個(gè)部分： （ 1） 控制部分： 分為 磁鏈滯環(huán)調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)矩滯環(huán)調(diào)節(jié)器 ； （ 2）逆變部分：由逆變器組成； （ 3）電機(jī)部分： 為 異步電動(dòng)機(jī)。當(dāng)fT上升到容量上限 m?? 時(shí)，QT變?yōu)椤?0”態(tài)，在 0?QT作用下，零電壓加到電動(dòng)機(jī)上，定子磁鏈靜止，轉(zhuǎn)矩減小，下降到調(diào)節(jié)器容差下限m?? ，重復(fù)運(yùn)行。歐拉法的誤差等級(jí)為 O（ h2） ， h為步長。 （ 5） 亞當(dāng)斯法（ Adams）：其斜率的計(jì)算是采用 一 個(gè)步長內(nèi)兩個(gè)端點(diǎn)線性內(nèi)插的結(jié)果，如果用更高次的多項(xiàng)式近似，可相應(yīng)地提高精度。 （ 2）當(dāng)磁鏈容差為 時(shí)，仿真結(jié)果如下圖示： 圖 410 磁鏈軌跡 圖 411 三相電流波形 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 27 圖 412 轉(zhuǎn)矩波形 圖 413 轉(zhuǎn)速波形 由仿真圖像可知， 降低磁鏈滯環(huán)容差， 在 t= 時(shí)，三相電流、轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)， 磁鏈容差為 ，三相電流與轉(zhuǎn)矩波動(dòng) 減小 ，河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 28 但波動(dòng)仍存在， 轉(zhuǎn)速 穩(wěn)定狀態(tài)平滑性好。 （ 2）利用 MATLAB 建立了直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真模型，磁鏈調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器采用兩點(diǎn)式調(diào)節(jié)方式，對(duì)磁鏈和轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)控制，仿真結(jié)果驗(yàn)證了直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的有效性和可靠性。30樓 m2。 本工程設(shè)計(jì)給水管采用 PPR 塑料管，熱熔連接；排水管采用UPVC 硬聚氯乙烯管，粘接；給水管道安裝除立管及安裝 IC 卡水表的管段明設(shè)計(jì)外，其余均暗設(shè)。 ⑸ 現(xiàn)場設(shè)塔吊 2 臺(tái)。 相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高 。 ⑵ 砌筑要求 A、開工前由工長對(duì)所管轄班組下發(fā)技術(shù)交底。機(jī)械挖土 ,先發(fā)出信號(hào)，挖土的時(shí)候，挖掘機(jī)操作范圍內(nèi)，不許進(jìn)行其他工作，裝土的時(shí)候，任何人都不能停留在裝土車上。根據(jù)主軸線設(shè)置兩條次軸線即 27樓：（ H）軸河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 6 線和（ 27）軸線； 30樓：（ H）軸線和（ 27）軸線。 機(jī)械準(zhǔn)備 ⑴ 設(shè) 2 臺(tái)攪拌機(jī)， 2 臺(tái)水泵。 本工程設(shè)計(jì)為磚混結(jié)構(gòu)，共六層。 一、 工程概況： 西夏建材城生活區(qū) 2 30住宅樓位于銀川市新市區(qū) ，橡膠廠對(duì)面。仿真中利用 PI調(diào)節(jié)器對(duì)啟動(dòng)過程進(jìn)行放大， 所以在啟動(dòng)時(shí)三相電流、轉(zhuǎn)矩都比較大， 使轉(zhuǎn)速迅速 提升并 達(dá)到平衡 。 圖 44 轉(zhuǎn)矩滯環(huán)調(diào)節(jié)器模型 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 24 仿真結(jié)果及分析 改變磁鏈 滯環(huán)容差 （ 1）當(dāng)磁鏈滯環(huán)容差等于 時(shí)。泰勒公式的階次取得越高，龍格一庫塔法所得的誤差等級(jí)越低，精度越高。Toolboxes，就能調(diào)出電氣系統(tǒng)模塊庫Powerlib。調(diào)節(jié)器輸出量為轉(zhuǎn)矩開關(guān)信號(hào)QT。 （ 2）減小轉(zhuǎn)矩：給出零電壓空間矢量，定子磁鏈會(huì)走走停停，定子磁鏈旋轉(zhuǎn)速度小于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度，磁通角減小，轉(zhuǎn)矩減小。 由公式可知， ni? 模型雖然不受定子電阻的影響，但其受到轉(zhuǎn)子電阻rR 、漏電感 ?L 、主電感 L 的影響。 矢量順序從狀態(tài)“ 1” 到狀態(tài)“ 6”逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。 異步電動(dòng)機(jī) 空間矢量等效電路 控制系統(tǒng)利用異步電機(jī)空間矢量的等效電路進(jìn)行分析 。然后在 SIMNLINK 環(huán)境下使用該模型組建異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)。 最近出現(xiàn)了諧振式逆變器構(gòu)成的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，摒棄了滯環(huán)，采河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 3 用純 BandBand 控制，使得系統(tǒng)更容易實(shí)現(xiàn)。 （ 2） 脈寬調(diào)制（ PWM）技術(shù)。它省去了復(fù)雜的矢量變化、克服了矢量控制系統(tǒng)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子參數(shù)的依賴性特點(diǎn)，響應(yīng)快、控制結(jié)構(gòu)簡