【導(dǎo)讀】能變頻調(diào)速技術(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)簡單、易于實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化。利用空間矢量的分析方法，直接在定子坐標(biāo)系下計(jì)算和控制交流電動(dòng)。行最佳控制，以獲得高動(dòng)態(tài)性能的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)。通過直接改變影響電動(dòng)機(jī)性。技術(shù)的有效性和可靠性。

　　

【正文】 圖 41 直接轉(zhuǎn)矩仿真模型 仿真 主要環(huán)節(jié)： （ 1） 磁鏈滯環(huán) 磁鏈滯環(huán)容差由思密特觸發(fā)器設(shè)置，在仿真過程中，可通過設(shè)置不同的滯環(huán)容差重復(fù)仿真，以致達(dá)到仿真最佳效果。 圖 42 磁鏈滯環(huán)調(diào)節(jié)器模型 （ 2）磁鏈環(huán)節(jié) 磁鏈環(huán)節(jié)采用 iu? 模型，將經(jīng)過 3\2 變換的定子三相電流電壓進(jìn)行計(jì)算，得到轉(zhuǎn)矩 T。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 23 圖 43 磁鏈計(jì)算環(huán)節(jié)模型 （ 3） 轉(zhuǎn)矩滯環(huán) 通過對(duì)觀測(cè)轉(zhuǎn)速和給定轉(zhuǎn)速的計(jì)算得到給定轉(zhuǎn)矩，再與磁鏈環(huán)節(jié)所計(jì)算出來的轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，得到 ST。 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)。仿真波形如下圖示： 圖 45 磁鏈軌跡 圖 46 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 25 圖 47 轉(zhuǎn)矩波形 圖 48 轉(zhuǎn)速波形 由仿真圖像可知， 在電機(jī)啟動(dòng)過程中，在 PI調(diào)節(jié)器作用下，對(duì)三相電流、轉(zhuǎn)矩起到放大作用，使轉(zhuǎn)速迅速提高。 在 t= 時(shí)，三相電流、河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 26 轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)， 但是由于 磁鏈容差為 ，三相電流與轉(zhuǎn)矩波動(dòng)較大。轉(zhuǎn)速達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)也存在波動(dòng)。 （ 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。 （ 3） 磁鏈滯環(huán)容差為 時(shí)，仿真結(jié)果如下圖示： 圖 414 磁鏈軌跡 圖 415 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 29 圖 416 轉(zhuǎn)矩波形 圖 417 轉(zhuǎn)速波形 由仿真圖像可知， 再次降低磁鏈滯環(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)，由于磁鏈滯環(huán)容差減小，三相電流、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 30 速的波動(dòng)越來越小。 （ 4）當(dāng)磁鏈滯環(huán)容差為 0Wb 時(shí)，仿真圖像如下圖示： 圖 418 磁鏈軌跡 圖 419 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 31 圖 420 轉(zhuǎn)矩波形 圖 421 轉(zhuǎn)速波形 由仿真圖像可知， 磁鏈滯環(huán)容差設(shè)置為 0Wb， 在 t= 時(shí)，三相電流、轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，三相電流、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性能好。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 32 在改變磁鏈滯環(huán)容差控制過程中，在電機(jī)啟動(dòng)過程中， 在 PI 調(diào)節(jié)器的作用下，對(duì)三相電流、轉(zhuǎn)矩起到放大作用， 使得轉(zhuǎn)速迅速提升 。 在 時(shí)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)達(dá)到穩(wěn)態(tài)。通過改變 磁鏈滯環(huán)容差， 使得 磁鏈脈動(dòng)減小，磁鏈軌跡近似為圓形， 隨著磁鏈滯環(huán)容差的減小 ，三相電流 、轉(zhuǎn)矩 的 脈動(dòng)也隨之 降低， 穩(wěn)態(tài)后 轉(zhuǎn)速平滑性好。 突加轉(zhuǎn)矩 當(dāng)磁鏈滯環(huán)容差為 0Wb 時(shí)， 轉(zhuǎn)矩滯環(huán)容差為 1， 在 t= 時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩由 30突變到 60，其仿真圖像如下圖示： 圖 422 磁鏈軌跡 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 33 圖 423 三相電流波形 圖 424 轉(zhuǎn)矩波形 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 34 圖 425 轉(zhuǎn)速波形 由仿真圖可知， 在 0— 時(shí)間段 ， PI 在調(diào)節(jié)器作用下，放大 電流、轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速迅速提升，在 時(shí)達(dá)到穩(wěn)態(tài)，在 時(shí)，增大負(fù)載轉(zhuǎn)矩 ，轉(zhuǎn)矩突變， 三相電流 幅值變大，轉(zhuǎn)速波動(dòng)，但瞬間再次達(dá)到平衡 。 后，電機(jī)運(yùn)行狀 態(tài)達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)。 改變轉(zhuǎn)矩滯環(huán)容差 磁鏈滯環(huán)容差為 0Wb，轉(zhuǎn)矩滯環(huán)容差為 3。 圖 426 磁鏈軌跡 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 35 圖 427 三相電流波形 圖 428 轉(zhuǎn)矩波形 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 36 圖 429 轉(zhuǎn)速波形 0— 時(shí)間段為電機(jī)的啟動(dòng)過程，在 PI 調(diào)節(jié)器作用下，電流、轉(zhuǎn)矩得到放大，轉(zhuǎn)速迅速提升， 后，電機(jī)達(dá)到平衡狀態(tài)，由于改變了轉(zhuǎn)矩滯環(huán)容差，穩(wěn)態(tài)后，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)變大。 改變負(fù)載轉(zhuǎn)矩 負(fù)載轉(zhuǎn)矩設(shè)為 60，磁鏈滯環(huán)容差為 0Wb，轉(zhuǎn)矩滯環(huán)容差為 3 圖 430 磁鏈軌跡 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 37 圖 431 三相電流波形 圖 432 轉(zhuǎn)矩波形 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 38 圖 433 轉(zhuǎn)速波形 由于增大了負(fù)載轉(zhuǎn)矩， 電機(jī)平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)矩變大， 使得電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間變長， 0— 時(shí)間段為電機(jī)的啟動(dòng)過程， 在 后，電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到平衡，三相電流、轉(zhuǎn)矩達(dá)到穩(wěn)態(tài)，由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩的增大，三相電流穩(wěn)態(tài)幅值增大。 仿真結(jié)果分析： 在直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，通過直接控制影響電機(jī)轉(zhuǎn)速的磁鏈與轉(zhuǎn)矩對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。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 。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到平衡，三相 電流幅值降低，轉(zhuǎn)矩幅值降低，并且隨著轉(zhuǎn)速的平衡也達(dá)到平衡狀態(tài)。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 39 4 總結(jié) 本文以三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)為控制對(duì)象，在對(duì)異步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型分析的基礎(chǔ)上，利用 MATLAB/SIMULINK 工具建立起異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真模型。 論文所做的工作包括： （ 1）詳細(xì)分析研究了異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，對(duì)定子磁鏈控制理論也做了研究，并且做了總結(jié)，為實(shí)現(xiàn)直接轉(zhuǎn)矩控制做好理論基礎(chǔ)。 （ 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。 直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)作為電機(jī)控制領(lǐng)域一種新的控制策略，必然會(huì)不斷的發(fā)展和完善，相信今后對(duì)電機(jī)的控制必然會(huì)更加簡單、可靠，更加令人滿意。 由于本人能力有限，論文中難免有不妥之處，希望老師和同學(xué)能批評(píng)指正。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 40 參考文獻(xiàn) [1] 湯蘊(yùn)璆 ,羅應(yīng)立 ,梁艷萍 . 電機(jī)學(xué) . 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 , 2021 [2] 李夙 . 異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制 . 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 , 2021 [3] 張德豐 . 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