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基于matalab的直接转矩控制
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2013-08-21
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用matalab实现电机的直接转矩控制,包括中间的建模过程和对仿真结果的分析,对学习者有所帮助。
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武汉理工大学《现代电力传动系统》
异步电机直接转矩控制仿真研究
1 引言
三相异步电机是感应电机,定子通入电流以后,部分磁通穿过短路环,并
在其中产生感应电流。短路环中的电流阻碍磁通的变化,致使有短路环部分和
没有短路环部分产生的磁通有了相位差,从而形成旋转磁场。通电启动后,转
子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流,即旋转磁场与转子存
在相对转速,并与磁场相互作用产生电磁转矩,使转子转起来,实现能量变换。
直接转矩控制技术,是利用空间矢量、定子磁场定向的分析方法,直接在
定子坐标系下分析异步电动机的数学模型,计算与控制异步电动机的磁链和转
矩,采用离散的两点式调节器,把转矩检测值与转矩给定值作比较,使转矩波
动限制在一定的容差范围内,容差的大小由频率调节器来控制,并产生 PWM
脉宽调制信号,直接对逆变器的开关状态进行控制,以获得高动态性能的转矩
输出。
2 异步电机模型
不同的坐标系中电动机模型等效的原则是:在不同的坐标系下绕组所产生的
合成磁动势相等。三相绕组可以用相互独立的两相正交对称绕组等效代替,等
效的原则是产生的磁动势相等。
研究异步电机数学模型时,一般作如下的假设:
1) 忽略空间谐波,设三相绕组对称,在空间互差 2π/3 电角度,所产生的
磁动势沿气隙按正弦规律分布;
2) 忽略磁路饱和,各绕组的自感和互感都是恒定的;
3) 忽略贴心损耗;
4) 不考虑频率变化和温度变化对绕组电阻的影响。
还有一点得提出异步电动机转子式绕线型还是笼型的,都可以等效成三相
绕线转子,折算后的定子和转子绕组匝数相等。则有三相异步电动机的物理模
型如图 2-1 所示。
图 2-1 三相异步电动机的物理模型
异步电动机三相原始动态模型相当复杂,分析和求解这组非线性方程十分
1
武汉理工大学《现代电力传动系统》
困难,在实际应用中必须予以简化,简化的基本方法就是坐标变换。异步电动
机的数学模型之所以复杂,关键是因为有一个复杂的电感矩阵和转矩方程,它
们体现了异步电动机的电磁耦合和能量转换的复杂关系。下面我们简要讨论一
下几种坐标变换设计。
异步电机数学模型是一个高阶、强耦合、多变量、非线性系统。在固定坐
标系下( , ,0),有以 为状态变量的基本方程如下:
(2-1)
(2-2)
(2-3)
(2-4)
(2-5)
其中关于:
(2-6)
(2-7)
(2-8)
以上诉状态方程为核心,构建异步电机仿真模型,三相异步电动机模型如
图 2-2 所示:
2
武汉理工大学《现代电力传动系统》
图 2-2 坐标系三相异步电动机模型
对图 2-2 坐标系三相异步电动机仿真模型进行封装,如图 2-3 所示。
图 2-3 三相异步电动机仿真模型进行封装块
三相-两相,是三相绕组 A、B、C 和两相绕组 α、β 之间的变换,简称 3/2
变换。关于 3/2 变换数学表达式 有:
(2-9)
3
武汉理工大学《现代电力传动系统》
相应的 3/2 坐标变换模块和封装块如图 2-4 所示。
图 2-4 3/2 坐标变换模块和封装块
与 3/2 坐标变换相对应的结构有 2/3 变化,如下式(1-10)所示.
(2-10)
相应的 2/3 坐标变换模块和封装块如图 2-5 所示。
图 2-5 2/3 坐标变换模块和封装块
三相电压和电流的 3/2 和 2/3 坐标变换相似,同理可以得出相应的电压和
电流的 3/2 和 2/3 坐标变换。
在异步电机矢量控制之前,有必要对我们建立的电机模型进行测试。设电
机 仿 真 参 数
为:Rs=1.85Ω,Rr=2.658Ω,Ls=0.2941H,Lr=0.2898H,Lm=0.2838
H,J=0.1284Nm s s,np=2,Un=380V,fn=50Hz。电动机模型测试如
图 2-4 所示。
4
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资源评论
- san兄弟2017-11-23挺不错的,适合我
- lulu90682014-03-03适合于新手学习,讲解得比较详细
- huaierll2014-11-03不错不错,基础
有梦想的蜗牛kb
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