九相感應(yīng)電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制研究.pdf

1、與傳統(tǒng)的三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比,多相系統(tǒng)擁有諸多優(yōu)勢(shì),如能夠利用低壓器件實(shí)現(xiàn)大功率、擁有更多的控制資源和控制自由度、更強(qiáng)的容錯(cuò)運(yùn)行能力和系統(tǒng)可靠性等。由于這些優(yōu)點(diǎn)以及大功率傳動(dòng)領(lǐng)域的旺盛需求,多相系統(tǒng)成為學(xué)術(shù)界和工程界的研究熱點(diǎn)。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(shí)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(xiàn)閱讀的基礎(chǔ)上,對(duì)九相感應(yīng)電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)進(jìn)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(duì)多相電機(jī)的磁動(dòng)勢(shì)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析,詳細(xì)闡述了多相電機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì),如自由度多、控制資源豐富、可靠性好等。一臺(tái)多相電機(jī)(相數(shù)n≥5)經(jīng)過解耦變換,可以映射到多個(gè)正交解耦平面,對(duì)每個(gè)平面可以單獨(dú)進(jìn)行控制。建立了多相感應(yīng)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,為后文的研究工作奠定數(shù)學(xué)和理論基礎(chǔ)。
　　 詳細(xì)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?fù)浣Y(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(duì)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(cè)u-i-n模型。在此基礎(chǔ)上,闡明了九相感應(yīng)電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的實(shí)現(xiàn)方法和電壓空間矢量的選擇原則,并利用Matlab7.1軟件,對(duì)九相感應(yīng)電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制策略進(jìn)行了詳細(xì)的仿真驗(yàn)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(zhǔn)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(dòng)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(duì)轉(zhuǎn)

4、矩和定子磁鏈的控制都是在定子兩相坐標(biāo)系中進(jìn)行的。當(dāng)直接推廣到多相系統(tǒng)中時(shí),會(huì)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(dāng)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(jī)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(gè)問題,本文提出一種基于SVPWM的轉(zhuǎn)矩預(yù)測(cè)控制方法。該方法根據(jù)電機(jī)的數(shù)學(xué)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