異步電動機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制及其數(shù)字仿真畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1引言隨著微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的進(jìn)步，交流電動機(jī)調(diào)速技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，有了長足的進(jìn)步。特別是20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的矢量控制技術(shù)和80年代出現(xiàn)的直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)，使交流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的性能可以與直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的性能相媲美。而交流電動機(jī)尤其是鼠籠異步電動機(jī)由于其自身結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特性的優(yōu)點(diǎn)，使得交流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)勢強(qiáng)于直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。在交流電動機(jī)控制技術(shù)中調(diào)壓調(diào)頻控制、矢量控制以

2、及直接轉(zhuǎn)矩控制（DirectTqueControl簡稱DTC）具有代表性。其中應(yīng)用直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)是一種高性能的控制調(diào)速技術(shù)，直接轉(zhuǎn)矩控制對交流傳動來說是一種最優(yōu)的電動機(jī)控制技術(shù)，它可以對所有交流電動機(jī)的核心變量進(jìn)行直接控制。安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3第1章緒論緒論1.1異步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r在異步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中變頻調(diào)速技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的調(diào)速技術(shù)，也是最有希望取代直流調(diào)速的調(diào)速方式。就變頻調(diào)速而言，其形式也有很多

3、。傳統(tǒng)的變頻調(diào)速方式是采用vf控制。這種方式控制結(jié)構(gòu)簡單，但由于它是基于電動機(jī)的穩(wěn)態(tài)方程實(shí)現(xiàn)的，系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)指標(biāo)較差，還無法完全取代直流調(diào)速系統(tǒng)。1971年，德國學(xué)者EBlhke提出了交流電動機(jī)的磁場定向矢量控制理論，標(biāo)志著交流調(diào)速理論有了重大突破。所謂矢量控制，就是交流電動機(jī)模擬成直流電動機(jī)來控制，通過坐標(biāo)變換來實(shí)現(xiàn)電動機(jī)定子電流的勵磁分量和轉(zhuǎn)矩分量的解藕，然后分別獨(dú)立調(diào)節(jié)，從而獲得高性能的轉(zhuǎn)矩特性和轉(zhuǎn)速響應(yīng)特性。矢量控制主要有兩種

4、方式:磁場定向矢量控制和轉(zhuǎn)差頻率矢量控制。無論采用哪種方式，轉(zhuǎn)子磁鏈的準(zhǔn)確檢測是實(shí)現(xiàn)矢量控制的關(guān)鍵，直接關(guān)系到矢量控制系統(tǒng)性能的好壞。一般地，轉(zhuǎn)子磁鏈檢測可以采用直接法或間接法來實(shí)現(xiàn)。直接法就是通過在電動機(jī)內(nèi)部埋設(shè)感應(yīng)線圈以檢測電動機(jī)的磁鏈，這種方式會使簡單的交流電動機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，降低了系統(tǒng)的可靠性，磁鏈的檢測精度也不能得到長期的保證。因此，間接法是實(shí)際應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子磁鏈檢測的常用方法。這種方法通過檢測電機(jī)的定子電壓、電流、轉(zhuǎn)速等可以直

5、接檢測的量，采用狀態(tài)重構(gòu)的方法來觀測電動機(jī)的磁鏈。這種方法便于實(shí)現(xiàn)，也能在一定程度上確保檢測的精度，但由于在異步電動機(jī)直接轉(zhuǎn)矩調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真研究在狀態(tài)重構(gòu)過程中使用了電動機(jī)的參數(shù)，如果環(huán)境變化引起電動機(jī)參數(shù)的變化，就會影響到定子磁鏈的準(zhǔn)確觀測。為補(bǔ)償參數(shù)變化的影響，人們又引入了各種參數(shù)在線辨識和補(bǔ)償算法，但補(bǔ)償算法的引入也會使系統(tǒng)算法復(fù)雜化。1985年，德國魯爾大學(xué)的DePenbrock教授提出了一種新型交流調(diào)速理論一一直接轉(zhuǎn)矩控

6、制。這種方法結(jié)構(gòu)簡單，在很大程度上克服了矢量控制中由于坐標(biāo)變換引起的計(jì)算量大、控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜、系統(tǒng)性能受電動機(jī)參數(shù)影響較大等缺點(diǎn)，系統(tǒng)的動靜態(tài)性能指標(biāo)都十分優(yōu)越，是一種很有發(fā)展前途的交流調(diào)速方案。因此，直接轉(zhuǎn)矩控制理論一問世便受到廣泛關(guān)注。目前國內(nèi)外圍繞直接轉(zhuǎn)矩控制的研究十分活躍。1.2直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀與展望十幾年來，在國內(nèi)外直接轉(zhuǎn)矩控制不斷得到發(fā)展和完善，許多文章從不同的角度提出了新的見解和方法，特別是隨著各種智能控制理論的引入，