異步電動機直接轉矩控制系統(tǒng)仿真(編輯修改稿)
2025-08-26 01:10 本頁面
【文章內容簡介】 制系統(tǒng)的基本思想是根據(jù)定子磁鏈幅值偏差Δ的正負符號和電磁轉矩偏差ΔTe的正負符號，再依據(jù)當前定子磁鏈矢量所在位置，直接選取合適的電壓空間矢量，減小定子磁鏈幅值的偏差和電磁轉矩的偏差，實現(xiàn)電磁轉矩和定子磁鏈的控制。 定子電壓分析電壓源型逆變器()是由三組、六個開關（Sa、Sa、Sb、Sb、Sc、Sc）組成。由于Sa與Sa、Sb與Sb、Sc與Sc之間互為反向，即一個另一個斷開，所以三相開關有=8種可能的開關組合。用Sabc表示三相開關Sa、Sb和Sc若規(guī)定：a、b、c三相負載的某一相與“+”極接通時，的開關狀態(tài)為“1”態(tài)；反之，與“”極接通時，該相的開關狀態(tài)為“0”態(tài)。8種可能的開關狀態(tài)可以分成兩類：一類是6種工作狀態(tài)，“1”到狀態(tài)“6，它們的特點是三相負載并不都接到相同的電位上；另一類開關狀態(tài)是零開關狀態(tài)，“0”和狀態(tài)“7”，它們的特點是三相負載都被接到相同的電位上。ScScSbSaSbSa 理想電壓源型逆變器結構圖 六個開關器件的八種狀態(tài)狀態(tài)0123 456701100 011 0011100 100001111對應于逆變器的8種開關狀態(tài)，對外部負載來說，逆變器輸出7種不同的電壓狀態(tài)。這7種不同的電壓狀態(tài)也分為兩類：一類是6種工作電壓狀態(tài)，它對應于開關狀態(tài)“1”至“6”；另一類是零電壓狀態(tài)，它對應于開關狀態(tài)“0”和“7”，對于外部負載來說，輸出的電壓都為零，所以統(tǒng)稱為零電壓狀態(tài)。6種工作電壓空間矢量兩兩相隔，其頂點構成正六邊形的6個頂點。所對應的開關狀態(tài)是100110010011001101。如果用符號表量， Us2（110） Us1(100)Us2(110)Us3(010) Us4(011)Us5(001)Us6(101)。零電壓矢量位于正六變形的中心。Us3（010） Us6（101） Us1（100） Us5（001） Us4（011） 用電壓空間矢量表示的離散的電壓狀態(tài) 電壓空間矢量對定子磁鏈的影響逆變器的輸出電壓直接加到三相異步電動機的定子繞組上，由此得到定子磁鏈為： 若忽略定子電阻壓降的影響，則：上式表示定子磁鏈空間矢量與定子電壓空間矢量之間為積分關系。Us6（101） Us1（100） Us5（001） Us4（011） Us3（010） Us2（110） 定子電壓空間矢量與定子磁鏈空間矢量的關系,表示定子電壓空間矢量，表示定子磁鏈空間矢量,S1,S2,S3,S4,S5,S6是正六邊形的六條邊。(其頂點在邊S1上)，如果逆變器加到定子上的電壓空間矢量為(010)，則根據(jù)式子，定子磁鏈空間矢量軌跡，朝著電壓空間矢量(010)所作用的方向運動。當沿著邊S到S1與S2的交點時，如果逆變器加到定子上的電壓空間矢量是(011)，則定子磁鏈空間矢量的頂點將沿著S2的軌跡，朝著電壓空間矢量(011)，所作用的方向運動。按同樣的方法依次給出(001)、(101)、(110)，則磁鏈空間矢量的頂點將沿著SSSS6的軌跡運動。從以上分析過程可以得出如下結論：(1)定子磁鏈空間矢量的運動軌跡和相應的定子電壓空間矢量對應，定子磁鏈空間矢量的運動方向平行于相應的定子電壓空間矢量的作用方向，只要定子電阻壓降比起足夠小，那么這種平行就能夠得到很好的近似。(2)在適當?shù)臅r刻依次給出定子電壓空間矢量。則得到定子磁鏈的運動軌跡依次沿邊S1S2S3S4S5S6形成了正六邊形磁鏈。(3)正六邊形的六條邊代表定子磁鏈空間矢量的一個周期的運動軌跡。對于電壓空間矢量與定子磁鏈幅值的變化關系，有如下結論：(1)所加電壓矢量與當前定子磁鏈的夾角小于時，定子磁鏈增大；(2)所加電壓矢量與當前定子磁鏈的夾角大于時，定子磁鏈減小；(3)所加零電壓矢量時，定子磁鏈為零。假設某一時刻定子磁鏈矢量為，當施加電壓矢量，時，定子磁鏈幅值增加；當施加電壓矢量、時，定子磁鏈幅值減?。划斒┘恿汶妷菏噶繒r，定子磁鏈為零。當所加電壓矢量與當前定子磁鏈的夾角大于時，按照上述結論，定子磁鏈幅值應該減小。但是這不是一個嚴謹?shù)慕Y論，這種情況依然存在定子磁鏈幅值不變和增大的情形。 電壓空間矢量對電磁轉矩的影響根據(jù)前面分析，當施加電壓空間矢量時，如果忽略定子磁鏈幅值的變化，只考慮定子磁鏈相位角的變化，由于轉子磁鏈在電壓矢量作用過程中變化緩慢，可以近似認為保持不變，因此轉矩角發(fā)生了變化。轉矩的變化趨勢，將只取決于轉矩角的變化趨勢。假設轉矩角，此時轉矩是轉矩角的嚴格單調增函數(shù)。這種情況下，電壓空間矢量對電磁轉矩的影響，可以得出以下結論：(1)所加電壓矢量超前于當前定子磁鏈時，轉矩增大。(2)所加電壓矢量滯后于當前定子磁鏈時，轉矩減小。(3)所加零電壓矢量時，轉矩不變。3 直接轉矩系統(tǒng)的建模與仿真 仿真模型的建立直接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；轉子磁鏈幅值由負載決定。通過控制定子磁鏈與轉子磁鏈之間的夾角即轉矩角可以控制電動機的轉矩。在直接轉矩控制中，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速度，控制定子磁鏈走走停停，以改變定
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