【正文】 似圓形， 使電機的諧波損耗、溫升、轉(zhuǎn)矩波動和噪聲降低。 （ 2）無速度傳感器研究是當前交流傳動中比較熱的話題 。 （ 1） 控制系統(tǒng)的的性 能基本上不受電機參數(shù)的影響，但是定子電阻在不同頻率時的變化需要考慮。 近幾年發(fā)展起來的數(shù)字信號處理器（ DSP）具有高速的運算功能， 國外常用 DSP 來解決高性能交流電氣傳動數(shù)字控制中測量及控制的速度問題， 以彌補單片機運算速度太慢的缺點。采用軟件開關(guān)式逆變器，其開關(guān)頻率可以達到幾十個千 Hz，它著眼于超大功率傳動問題。實現(xiàn)恒逆變開關(guān)頻率控制。這是一種磁鏈的實時控制，通過比較實時計算所得的實際磁鏈幅值與給定值相比較，并同時考慮此時磁鏈所處的位置來選擇電壓矢量及持續(xù)時間的長短。 根據(jù) 所提出的直接轉(zhuǎn)矩控制理論所實現(xiàn)的系統(tǒng)中，其磁鏈的軌跡是按正六邊形運動，其六邊分別有相應(yīng)的六個非零電壓矢量與之對應(yīng)，可簡單的切換六個工作狀態(tài)直接由六個非零電壓矢量完成 六邊形磁鏈軌跡，磁環(huán)控制簡單。 直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀 1985 年，德國人 提出了直接轉(zhuǎn)矩控制理論，在實現(xiàn)磁鏈的同時也實現(xiàn)了對直接轉(zhuǎn)矩的控制。由于微機控制技術(shù)，尤其是以單片機與 DSP 為控制核心的微機控制技術(shù)，促使交流調(diào)速系統(tǒng)走向數(shù)字化控制，對信息的處理量的增大，可以實現(xiàn)許多復(fù)雜的控制方式。繼矢量控制后直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的運用，可獲得更大的瞬時轉(zhuǎn)矩和極快的動態(tài)響應(yīng)。 （ 3） 矢量變換控制的發(fā)展奠定了現(xiàn)代交流調(diào)速高性能的基礎(chǔ)。脈寬調(diào)制（ PWM）技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用使得變頻裝置的性能的到優(yōu)化，適 用于各類交流調(diào)速系統(tǒng)。電力電子器件主要用于電動機的變頻調(diào)速系統(tǒng)。 20 世紀 60 年代以后，由于生產(chǎn)發(fā)展需要， 交流調(diào)速的到發(fā)展 。 然而交流電動機的產(chǎn)生改善了調(diào)速領(lǐng)域的發(fā)展，其具有結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，價格便宜堅固耐用，轉(zhuǎn)動量小，運行可靠，維修量小，適用于各種環(huán)境等優(yōu)點使其在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 但是，由于直流電動機本身結(jié)構(gòu)存在機械換向和電刷，使得直流調(diào)速的發(fā)展受到一定的限制。在上世紀 80 年代以前，直流調(diào)速占據(jù)著主導(dǎo)地位 ，原因在于直流電動機轉(zhuǎn)速容易控制和調(diào)節(jié)，在額定轉(zhuǎn)速以下，保持勵磁電流不變，可通過改變電樞電壓實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，在額定轉(zhuǎn)速以上，保持電樞電壓不變，可通過改變勵磁電 流實現(xiàn)恒功率調(diào)速。是用電量最多的電氣設(shè)備。 通過直接改變影響電動機性能的磁鏈滯環(huán)調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)矩滯環(huán)調(diào)節(jié)器的參數(shù)，實現(xiàn)了對電動機的 直接轉(zhuǎn)矩的控制，通過仿真得到仿真圖，對仿真圖進行分析，驗證直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的有效性和可靠性。 本 文 介紹了 異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制 的基 本 原理 和系統(tǒng)的基本構(gòu)成 ， 利用 MATLAB/SIMULINK 工具 ，構(gòu)建了異步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的 仿真模型 。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 i 摘 要 直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)是繼矢量控制技術(shù)之后發(fā)展起來的一種新型、高性能變頻調(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)對電機轉(zhuǎn)子參數(shù)的依賴性特點，響應(yīng)快、控制結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)全數(shù)字化。 利用 空 間矢量的分析方法， 直接在定 子 坐標系下計算和控制交流電動機的磁鏈和轉(zhuǎn)矩 ，直接跟蹤定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩，采用定子磁場定向，借助于離散的兩點 式 （ BandBand 控制）產(chǎn)生 PWM 信號，對逆變器的開關(guān)狀態(tài)進行最佳控制，以獲得高動態(tài)性能的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)。 關(guān)鍵詞 ： 異步電機， 直接轉(zhuǎn)矩控制 ，磁鏈，仿真 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 ii ABSTRACT The Direct Torque Control(DTC)following the Vector Control is a new type and highperformance technology. Compare with Vector Control Which has plicated coordinate 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（論文）說明書 I 目 錄 摘 要 ........................................................i ABSTRACT .....................................................ii 1 緒論 ........................................................1 交流電動機調(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 ...................... 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 .......................... 3 論文工作內(nèi)容 .......................................... 4 2 直接 轉(zhuǎn)矩控制機理分析 ........................................5 概述 .................................................. 5 異步電動機數(shù)學(xué)模型 .................................... 5 異步電動機理想數(shù)學(xué)方程 .......................... 5 異步電動機空間矢量等效電路 ....................... 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 異步電動機磁鏈模型 .................................... 10 電壓空間矢量對電動機定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩的影響 ............. 12 電壓空間矢量對定子磁鏈影響 ..................... 12 電壓空間矢量對轉(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（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 改變負載轉(zhuǎn)矩 ................................... 36 4 總結(jié) .......................................................39 參考文獻 .....................................................40 致謝 .........................................................42 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 1 1 緒論 交流 電動機調(diào)速的發(fā)展 和現(xiàn)狀 在用電系統(tǒng)中，電動機作為主要的動力設(shè)備廣泛地應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防、科技及社會生活等各個方面。 根據(jù)電動機采用電流方式的不同可分為直流電動機和交流電動機兩大類。這就使得調(diào)速簡便、容易。它的機械換向器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，檢修量大，維修費高，還容易產(chǎn)生火花等等因素，使得直流電動機的應(yīng)用也受到了限制。 但是交流電動機的調(diào)速比較困難 ，只有一些性能差，并且低效耗能的調(diào)速方法。20 世紀 70 年代后，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使得交流調(diào)速有了質(zhì)的發(fā)展飛躍，主要有以下四個階段： （ 1） 電力電子器件的發(fā)展促進了交流調(diào)速的發(fā)展。 （ 2） 脈寬調(diào)制（ PWM）技術(shù)。其克服了相控原理的所有弊端，使得交流電機定 子電壓電流接近正弦波形，提高了電機的功率因素和輸出功率 。此類調(diào)速河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（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 實現(xiàn)交流電機定子電流勵磁分量和轉(zhuǎn)矩分量的耦合，實現(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。現(xiàn)如今得到廣泛應(yīng)用 （ 4） 微型計算機技術(shù)與大規(guī)模集