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异步电动机直接转矩控制系统设计

作者: 发布日期: 2019-04-03 10:51

分析了直接转矩控制系统的基本原理。给出了直接转矩控制系统的基本组成和控制方案。使用matllab建立相应的仿真模型。在此基础上,利用六边形和圆形磁通轨迹控制方法建立了相应的仿真模型,并进行了仿真研究。

异步电动机直接转矩控制系统设计

异步电动机直接转矩控制系统设计

关键词直接转矩控制;异步电动机;模拟

1直接转矩控制系统的总体设计

1.1设计理念

在一些交流驱动应用中,实现了快速转矩控制。显然,直接转矩控制非常适合这种类型的控制系统。即使在速度是重的控制目标的情况下,扭矩控制仍然非常重,因为仅扭矩会影响速度。如果转矩控制性能良好,设计速度调节器以使速度环具有良好的质量并不杏耀平台困难[1]。相反,如果转矩控制性能不好,则响应缓慢,并且相应的速度调节性能不好。因此,速度调节的关键是扭矩控制。除了使系统具有更高的扭矩动态性能外,还应使设备生产经济实用。这个设计系统的基本思想是

(1)可靠性高。由于该系统在现场使用并直接与经济效益挂钩,如果系统不可靠,将给用户带来巨大的经济损失。

(2)满足实时性。在许多情况下,在感应电动机的运行期间,希望及时调节扭矩或磁链,这需要感应电动机的闭环控制。设计是控制系统,实时处理各种数据的检测和计算,同时向电机提供相应的控制信号[2],以满足实时要求。

(3)获得高动态扭矩性能。感应电动机转矩的动态响应效率直接影响直接转矩控制系统的应用范围。因此,开发一种高动态响应直接转矩控制系统使其得到更广泛的应用具有重要意义。

(4)最小化逆变器的开关频率,减小定子电流和电磁转矩的脉动,并且逆变器的开关装置的开关频率具有上限。在满足开关频率上限的前提下,优化空间。电压矢量法降低了逆变器的开关频率,提高了磁链的控制精度和转矩,从而减小了定子电流和电磁转矩的脉动,减少了电源污染。

1.2直接转矩控制系统的总体结构

基于直接转矩控制规律,根据感应电动机调速和调速的趋势,设计了一套高动态性能的直接转矩控制系统。包含异步电动机的ui模型,电流,电压坐标变换,转矩闭环控制,磁链位置确定,磁链闭环控制,闭环速度控制,启动控制,磁链幅值计算,转矩计算,逆变换器,优化开关表和其他控制链路[3]。电压空间矢量的优化设计

可以在系统运行期间选择传统的直接转矩控制系统。六电压矢量用于控制磁链和扭矩。非零电压空间矢量仅为6,因此无法实现对磁链和转矩的精确控制。 ,导致定子电流和转矩的大脉动。为杏耀娱乐注册了改善这个问题,本文采用双电压逆变器,使每相桥臂有三种开关状态可供选择[4]

是具有两个输入电压的逆变器,它是通用逆变器和升压电路的组合。升压电路由电源开关s1控制,其输出电压为

E2=kbe1(1)

在该公式中,kb≥1是常数,其由开关s1的占空比确定。当控制开关s2关闭时,逆变器由e1供电,当控制开关s2接通时,由于e2≥e1,二极管d1关闭,逆变器由e2供电。

■■=E(S1 + S2?琢+ S3?琢2)(2)

其中e是输入到逆变器的电压,α是单位复矢量?琢=e■。从该等式可以得出结论,上表中具有奇数的下标的非零电压矢量幅度为■e,下标与下标的非零电压矢量幅度为■e,并且上述磁链与电压之间的关系式△ψ1=v1Δt表示磁通矢量的增长率由定子电压矢量的幅值决定。因此,为了保证磁链的平滑性,电压矢量的幅度必须相同,可以在逆变器下选择。当电压矢量被标记为奇数时,较低电压e1被施加到逆变器,并且当逆变器选择标记为偶数的电压矢量时,较高电压e2被施加到逆变器,从而可以获得e2。=■E1。根据等式(2),可以通过三到二坐标变换获得三个非零电压矢量图,并且可以将平面空间等分为12个控制区域。

3系统仿真

通过以上分析和设计,不难获得感应电动机直接转矩控制系统的仿真模型图[5]和部分仿真模块图。

该系统的仿真结果是定子磁链轨迹理想且接近圆。磁链很成功,失真很小。系统的调速性能非常好,速度突然时速度响应迅速。当电机稳定运行时,扭矩的突然变化响应很快,扭矩波动很小。电机的电流响应,平滑电流,小脉动和低谐波含量。总之,从系统的一系列模拟参数可以看出,系统的控制性能非常好并且实现了预期的控制目的。

引用

[1]陈博士。电动拖动自动控制系统[m]。第3版。北京机械工业出版社,2003。

[2]易继尧,侯元斌。智能控制技术[m]。北京工业大学出版社,2003。

[3]刘金伟。高级pid控件matlab仿真[m]。北京电力出版社,2006。[4]何建国。电驱动[m]。第1版。重庆重庆大学出版社,2002。

[5]黄忠林。控制系统matlab计算与仿真[m]。第2版。北京国防工业出版社,2004。


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