輪轂式異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制研究.pdf

1、礦用電動輪憑借其高效、運載能力強的特性，在全球各大礦場及超大型工程建設(shè)中均發(fā)揮著重要作用。隨著人們對經(jīng)濟效益的追求及科學(xué)技術(shù)的推動，電動輪自卸車的性能也得到逐步提高，并且在全球全部運輸量中的比重也日益加大。
　　電動輪自卸車調(diào)速控制的核心任務(wù)是，對其輪轂式異步電機進行高效可靠的變頻調(diào)速；而高性能變頻調(diào)速需要綜合運用諸多學(xué)科知識，如自動化技術(shù)、嵌入式理論、電力電子技術(shù)等。本文首先介紹了國內(nèi)外電動輪的發(fā)展現(xiàn)狀，并指出研究對象—三相交流

2、異步電機。然后介紹了空間矢量的概念及兩種坐標變換，并給出了不同坐標系下異步電機的狀態(tài)方程。綜合比較交流電機調(diào)速策略后選擇了直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)作為電動輪自卸車的調(diào)速方案。
　　普通的PWM型直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)獲得的定子磁鏈軌跡呈正六邊形，造成電機低速時轉(zhuǎn)矩脈動大、噪聲大、IGBT開關(guān)頻率不固定、損耗大。如直接應(yīng)用于電動輪變頻調(diào)速控制系統(tǒng)會造成電動輪爬坡時打滑、噪聲大、動力不足。鑒于此，本文采用電壓空間矢量調(diào)制(SVPWM)技術(shù)，并搭建了

3、轉(zhuǎn)速閉環(huán)的SVPWM—DTC模型。同時，直接轉(zhuǎn)矩控制中電機低速運行時，定子磁鏈觀測器會因定子電阻的變化難以準確跟蹤定子磁鏈，造成系統(tǒng)性能差。為解決此難題，本文設(shè)計了兩種不同的解決方案。方案一：設(shè)計了基于對角回歸網(wǎng)絡(luò)（DRNN）的定子電阻辨識方案，技術(shù)思路為：首先，推導(dǎo)出一種只受定子電阻變化影響的速度觀測器；當(dāng)定子電阻受熱阻值發(fā)生改變時，由此轉(zhuǎn)速觀測器所得轉(zhuǎn)速與實際轉(zhuǎn)速不一致；采用DRNN從此誤差中實時辨識出定子電阻，并對系統(tǒng)中定子電阻進

4、行動態(tài)調(diào)整。方案二：采用本課題組提出的定子磁鏈逆模型概念，利用 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)造定子磁鏈逆模型，設(shè)計了一種新型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)閉環(huán)磁鏈觀測器。該方案中，以實際異步電機作為參考，采用PID調(diào)節(jié)器對定子磁鏈進行模型參考自適應(yīng)控制。仿真實驗獲得了預(yù)期效果，系統(tǒng)低速性能得到良好改善，說明以上方案行之有效。同時，方案一僅能克服定子電阻變化對定子磁鏈的不利影響，而方案二除此之外，還可以克服其余參數(shù)變化對磁鏈的不利影響。
　　在實驗部分介紹了與本課