九相感應(yīng)電機的直接轉(zhuǎn)矩控制研究.pdf

1、與傳統(tǒng)的三相電機驅(qū)動系統(tǒng)相比,多相系統(tǒng)擁有諸多優(yōu)勢,如能夠利用低壓器件實現(xiàn)大功率、擁有更多的控制資源和控制自由度、更強的容錯運行能力和系統(tǒng)可靠性等。由于這些優(yōu)點以及大功率傳動領(lǐng)域的旺盛需求,多相系統(tǒng)成為學術(shù)界和工程界的研究熱點。多相系統(tǒng)與三相系統(tǒng)在原理方面既有相似之處,又引入了很多新的內(nèi)容,在控制理論和實踐應(yīng)用方面,仍存在較多值得研究和有待完善之處。本文在文獻閱讀的基礎(chǔ)上,對九相感應(yīng)電機的直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)進行了比較深入的研究。
　

2、　 本文首先根據(jù)繞組函數(shù)理論,對多相電機的磁動勢進行了簡要分析,詳細闡述了多相電機系統(tǒng)的優(yōu)勢,如自由度多、控制資源豐富、可靠性好等。一臺多相電機(相數(shù)n≥5)經(jīng)過解耦變換,可以映射到多個正交解耦平面,對每個平面可以單獨進行控制。建立了多相感應(yīng)電機的數(shù)學模型,為后文的研究工作奠定數(shù)學和理論基礎(chǔ)。
　　 詳細闡述了直接轉(zhuǎn)矩控制策略的原理和基本結(jié)構(gòu),結(jié)合多相電壓源逆變器的拓撲結(jié)構(gòu),分析了九相系統(tǒng)的電壓空間矢量以及空間矢量對轉(zhuǎn)矩和磁鏈

3、的增減作用。介紹了本文所使用的磁鏈觀測u-i-n模型。在此基礎(chǔ)上,闡明了九相感應(yīng)電機直接轉(zhuǎn)矩控制的實現(xiàn)方法和電壓空間矢量的選擇原則,并利用Matlab7.1軟件,對九相感應(yīng)電機的直接轉(zhuǎn)矩控制策略進行了詳細的仿真驗證。
　　 傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制策略是基于開關(guān)表的滯環(huán)控制方法,只能控制轉(zhuǎn)矩和磁鏈的變化方向,而不能準確控制其變化量,因此是一種粗放的控制方法,導(dǎo)致系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩脈動較大。此外,在直接轉(zhuǎn)矩控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中不合電壓調(diào)制環(huán)節(jié),且對轉(zhuǎn)

4、矩和定子磁鏈的控制都是在定子兩相坐標系中進行的。當直接推廣到多相系統(tǒng)中時,會導(dǎo)致只有基波平面,即α1-β1平面可控,其他諧波平面都不可控。當在基波平面選定所需的電壓空間矢量,該矢量在諧波平面將映射出幅值不為零的諧波電壓矢量,從而產(chǎn)生諧波電流,導(dǎo)致相電流畸變和電機噪聲。這是傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制的固有缺陷。為解決這兩個問題,本文提出一種基于SVPWM的轉(zhuǎn)矩預(yù)測控制方法。該方法根據(jù)電機的數(shù)學模型,由轉(zhuǎn)矩差值和磁鏈差值推導(dǎo)得到所需的電壓空間矢量,然