直接轉(zhuǎn)矩控制中轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)最小化研究.pdf

1、直接轉(zhuǎn)矩控制(簡(jiǎn)稱(chēng)DTC)以其優(yōu)良的動(dòng)靜態(tài)性能，成為當(dāng)前變頻器市場(chǎng)發(fā)展的主流。國(guó)外目前在直接轉(zhuǎn)矩控制變頻器的研制方面已經(jīng)趨于成熟，而國(guó)內(nèi)還處于起步階段，未見(jiàn)其成熟產(chǎn)品。另外，傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制由于低速時(shí)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)過(guò)大、電流畸變嚴(yán)重以及開(kāi)關(guān)頻率變化快等問(wèn)題，制約了它的發(fā)展。針對(duì)這些，本文開(kāi)展工作如下：
　　 (1)闡述了異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型和逆變器的控制原理，分析了圓形磁鏈DTC系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)，詳細(xì)論述了圓形磁鏈DTC方法的磁鏈和轉(zhuǎn)矩

2、控制原理以及開(kāi)關(guān)矢量的選擇。
　　 (2)分析了產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的原因和危害，在傳統(tǒng)六區(qū)間DTC的基礎(chǔ)上從兩方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)：一方面將傳統(tǒng)六區(qū)間圓形磁鏈細(xì)分為十二區(qū)間并得出了開(kāi)關(guān)矢量表；另一方面使用N.R.NIdris提出的恒定開(kāi)關(guān)頻率控制器以取代傳統(tǒng)轉(zhuǎn)矩滯環(huán)比較器，建立了恒定開(kāi)關(guān)頻率十二區(qū)間DTC的仿真模型。分別對(duì)高速、低速時(shí)的六區(qū)間DTC和恒頻十二區(qū)間DTC進(jìn)行了仿真對(duì)比實(shí)驗(yàn)。仿真結(jié)果表明其磁鏈軌為圓形，與傳統(tǒng)六區(qū)間DTC相

3、比能有效改善定子電流畸變，減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。
　　 (3)根據(jù)仿真方法和結(jié)果，設(shè)計(jì)了整個(gè)系統(tǒng)硬件電路，其中主功率電路沿用清華大學(xué)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的主功率板，控制電路采用新型DSP浮點(diǎn)芯片TMS320F28335作為控制核心，重新設(shè)計(jì)了采樣和信號(hào)調(diào)理電路，通過(guò)帶電調(diào)試證實(shí)了電路設(shè)計(jì)的合理性。
　　 (4)論文介紹了控制系統(tǒng)軟件流程和各個(gè)模塊的程序?qū)崿F(xiàn)，軟件采用C語(yǔ)言編程，在CCS3.3環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了電流、電壓采樣，轉(zhuǎn)速檢測(cè)，磁鏈和轉(zhuǎn)