異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真-閱讀頁(yè)
2025-08-14 01:10本頁(yè)面
【正文】 的旋轉(zhuǎn)速度，控制定子磁鏈走走停停，以改變定子磁鏈的平均旋轉(zhuǎn)速度的大小，從而改變轉(zhuǎn)矩角的大小，以達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的。： 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)原理的實(shí)現(xiàn)：三相交流電源依次經(jīng)三相二極管整流、三相逆變器和電壓電流測(cè)量模塊給異步電機(jī)供電；給定轉(zhuǎn)速加于速度控制器，經(jīng)過(guò)磁鏈查表輸出給定磁鏈；給定速度與速度反饋（實(shí)際速度）比較后經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)器輸出給定轉(zhuǎn)矩信號(hào)，同時(shí)速度控制器模塊輸出控制信號(hào)加于電機(jī)信號(hào)分離器。 子系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)矩和磁鏈滯環(huán)控制模塊、轉(zhuǎn)矩和磁鏈觀測(cè)模塊、磁鏈扇區(qū)判別模塊、電壓矢量開(kāi)關(guān)表和開(kāi)關(guān)控制器，給定轉(zhuǎn)矩和磁鏈分別與實(shí)際轉(zhuǎn)矩和磁鏈取差值，然后分別經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)矩和磁鏈滯環(huán)比較器，與磁鏈扇區(qū)sector一起輸入到電壓開(kāi)關(guān)矢量表中，選擇合適的電壓矢量；電壓電流測(cè)量模塊輸出i_ab和V_abc，送入到轉(zhuǎn)矩和磁鏈觀測(cè)模塊，用于計(jì)算磁鏈。交流電動(dòng)機(jī)定子磁鏈?zhǔn)茈妷嚎臻g矢量Us控制，因此改變逆變器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)可以控制定子磁鏈的運(yùn)行軌跡，從而控制交流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。 仿真模塊的分析 轉(zhuǎn)速控制器。通過(guò)PI調(diào)節(jié)器來(lái)調(diào)節(jié)輸出用于符合DTC控制的磁通和轉(zhuǎn)矩的設(shè)定值。積分器采用模塊庫(kù)中的離散時(shí)間積分器構(gòu)建。 轉(zhuǎn)速控制器結(jié)構(gòu)圖 直接轉(zhuǎn)矩DTC模塊，轉(zhuǎn)矩給定Torque*,磁通給定Flux*,電流Iab和電壓Vabc輸入信號(hào)都經(jīng)過(guò)采樣開(kāi)關(guān)，還包括轉(zhuǎn)矩和磁通計(jì)算（Torque amp。 Flux hysteresis）,磁通選擇（Flux sector seeker）,開(kāi)關(guān)表（Switching table）,開(kāi)關(guān)控制（Switching control）等單元。 直接轉(zhuǎn)矩DTC模塊結(jié)構(gòu)圖 轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈計(jì)算轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈計(jì)算（Torque amp。 轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈的計(jì)算單元結(jié)構(gòu)圖 此模塊用于估計(jì)電機(jī)磁通值、電磁轉(zhuǎn)矩以及磁鏈角，圖是其模塊結(jié)構(gòu)圖。該模塊中，：變換式為： 兩相靜止坐標(biāo)系到旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換的變換式為： 三相坐標(biāo)到二相坐標(biāo)變換實(shí)現(xiàn)的模塊結(jié)構(gòu)圖定子磁鏈的模擬和離散計(jì)算式為 式中，和isαβ為αβ兩相坐標(biāo)系上的定子電壓和電流，K為積分系數(shù)，Ts為采樣時(shí)間。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩計(jì)算式為式中，p為電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)。Flux和時(shí)，模塊dPhi分別輸出態(tài)“1”和“2”。轉(zhuǎn)矩控制是三位制環(huán)控制方式，在轉(zhuǎn)矩滯環(huán)寬度設(shè)為dTe時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)矩偏差 和 ，制環(huán)模塊和 分別輸出“3”和“1”，當(dāng)制環(huán)模塊和輸出為“0”時(shí)，經(jīng)或非門(mén)NOR輸出狀態(tài)“2”。磁鏈選擇器（lux sector seeker）。兩張Lookup Table（2D）~V7，包括了兩種零狀態(tài)V0和V7。 Magnetisation模塊結(jié)構(gòu)如圖 開(kāi)關(guān)控制模塊 開(kāi)關(guān)控制模塊（Switching control）（）包含了三個(gè)D觸發(fā)器（D flipflop），目的是限制逆變器開(kāi)關(guān)的切換頻率，并且確保逆變器每相上下兩個(gè)開(kāi)關(guān)處于相反的工作狀態(tài)，開(kāi)關(guān)的切換頻率可以在模塊對(duì)話框中設(shè)置。電動(dòng)機(jī)額定參數(shù)：149kW、460V、60Hz， 是直接轉(zhuǎn)矩系統(tǒng)模塊的電動(dòng)機(jī)和控制器的參數(shù)設(shè)置頁(yè)。轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩給定使用離散控制器模型庫(kù)中的Discrete Control Block中的timer模塊，Speed refrence設(shè)定值為：t = 0、1s時(shí)轉(zhuǎn)速分別為500、0 r/min。m。 仿真結(jié)果圖從仿真的波形可以看出在t=0s時(shí)，轉(zhuǎn)速按照設(shè)定的上升率（900r/min）平穩(wěn)升高，（500r/min）。m，電流上升為400A（幅值）；加載時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩瞬間達(dá)到1200N1s后電動(dòng)機(jī)開(kāi)始減速，定子電流減小，并且電流頻率下降。m到﹣792N5 總結(jié)在這次設(shè)計(jì)完成的過(guò)程中，我加深了對(duì)所學(xué)的基本理論、專業(yè)知識(shí)的理解，并綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來(lái)解決實(shí)際的問(wèn)題，學(xué)習(xí)軟件仿真的基本技能，基本程序和基本方法。在Matlab 環(huán)境下，利用Simulink 和Power System Blockset，采用結(jié)構(gòu)化和模塊化的方法，構(gòu)建系統(tǒng)仿真模型，并對(duì)其動(dòng)態(tài)及穩(wěn)態(tài)性能進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。期間，我曾遇到過(guò)很多困難，比如系統(tǒng)仿真模型的正確建立，模型參數(shù)的設(shè)置和調(diào)整，系統(tǒng)模型的模塊化調(diào)試，以及對(duì)調(diào)試中出現(xiàn)的錯(cuò)誤和警告的分析和排除等等。參考文獻(xiàn)[1]阮毅 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003，26(20):1922.[2]、電機(jī)控制系統(tǒng)的建模與仿真[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，.[3][M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2005. 附錄I 直接轉(zhuǎn)矩仿真系統(tǒng)圖
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