直接转矩控制应用实例.pptx

直接转矩控制应用实例第十三组童乐2120150863 魏苗苗2120150868直接转矩控制的特点直接转矩控制在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，直接控制磁链和转矩，计算简单。直接转矩控制用电压矢量直接控制转矩，控制信号的物理概念明确。直接转矩控制方法，转矩和磁链都采用两点式调节器，把误差限制在容许的范围内。直接转矩控制中定子磁场定向，只要定子电阻确定就可以观测出磁链，减少了电机参数对系统性能的影响。磁链闭环直接转矩控制原理框图应用实例控制对象：可功率回收的电机交流调速驱动电路控制芯片：TMS320F28335编译器：CCS3.3程序下装：JTAG仿真器系统软件设计系统软件设计包括初始化程序和DTC实现程序，DTC实现程序是通过定时器中断实现的。系统软件设计—初始化初始化程序主要包括：设定电机参数、变量赋初值、以及定时器、ADC、I/O 、ePWM等模块的初始化。系统软件设计—DTC实现DTC实现程序是通过定时器中断实现的，其中断服务程序包括AD转换、3/2变换、转矩和磁链观测模型、读取转速并计算转矩给定值、转矩和磁链滞环比较器、磁链扇区的判断、查表确定电压矢量、写PWM寄存器等。确定三相定子电压和电流?在DTC实现程序中，执行AD转换后，获得采样数据：两相定子电流、和直流母线电压。由开关状态和直流母线电压，可以计算得到PWM逆变电路输出的三相定子电压，记为 、 、确定三相定子电压和电流PWM逆变电路输出的定子电压计算：电压和电流的3/2变换：磁链与转矩观测模型转矩观测模型：磁链—电流模型磁链观测模型：电压—电流模型依据上式计算定子磁链幅值和幅角转速调节器转速调节器采用带输出限幅的数字增量式PI调节器，其输入为转速误差，输出为电磁转矩的给定值。 (k)、 (k-1) ：分别为当前时刻和上一时刻的电磁矩给定值 e(k)、e(k-1) ：分别为当前时刻和上一时刻的转速误差； 、 ：分别为比例和积分常数； 为电磁转矩的限幅值。?磁链滞环控制器?SF为磁链滞环比较器的输出信号，为0时表示减小磁链，为1时表示增大磁链； 为磁链给定值；磁链滞环转矩滞环控制器?ST为磁链滞环比较器的输出信号，ST为0时表示减小转矩，ST为1时表示增大转矩； 为转矩给定值；滞环确定电压矢量表根据转矩信号ST、磁链信号SF以及扇区S查开关表确定电压矢量，确定了作用的开关量后，就可以写PWM寄存器。磁链扇区系统仿真结果定子磁链转子转速系统仿真结果电磁转矩定子电流电压空间矢量对定子磁链的影响?（1）当所施加的电压矢量与当前磁链矢量之间的夹角的绝对值小于90时，该矢量作用的结果是使得磁链幅值增加；（2）当所施加的电压矢量与当前磁链矢量之间的夹角的绝对值大于90时，该矢量作用的结果是使得磁链幅值增加；（3）当所施加的电压矢量与当前磁链矢量之间的夹角的绝对值等于90时（包括零矢量），该矢量作用的结果是使得磁链幅值基本保持不变；定子电阻对磁链轨迹的影响?根据定子磁链与电压的关系知，定子磁链为定子电压的积分，同时也受电机定子电阻的影响。由产生的磁链增量较产生的磁链增量在方向上更加接近圆心。当定子磁链的相位处于磁链区间的分界处时，由于不会对磁链幅值产生影响，但却使磁链的幅值减小。这时，即使系统发出的控制信号是增加磁链的幅值，而实际却是使磁链的幅值减小。定子电阻对磁链轨迹的影响为了补偿定子电阻影响，在判断定子磁链所处的区间时需要将当前的相位角度减去作为新的磁链定位角度，这样即使是磁链处于磁链区间的分界处，电压矢量使定子磁链幅值增量为0，也不会使其幅值减小，能有效地改善定子磁链轨迹的畸变。?对定子电阻补偿后定子电阻的轨迹未对定子电阻补偿时定子电阻的轨迹磁链滞环容差对电流谐波的影响电机的输出转矩是定子磁链与定子电流的函数，在保持恒定转矩输出的情况下，定子电流谐波与定子磁链就存在某种关系异步电动机的空间等效电路图在磁链滞环容差等于零的条件下，定子磁链轨迹为较理想的圆形，电流波形也呈比较标准的正弦波。但是，当磁链滞环容差等于额定值的10%时，定子磁链轨迹呈多边形，定子电流也出现了较大的波动，说明谐波成分大转矩滞环容差等于0的情况低速情况下转矩滞环容差对电流谐波的影响转矩滞环容差等于10%的情况转矩滞环容差等于0的情况高速条件下不同转矩容差对电流谐波的影响转矩滞环容差等于10%的情况结论电子电阻在低速情况下会导致定子磁链轨迹的畸变;磁链滞环容差会对定子电流的谐波产生严重的影响,且主要分布在低频段上;转矩滞环容差对转矩的影响比较复杂,在低速和高速情况下都会导致转矩周期性的锯齿形波动.但是当电机运行于低速时,电机输出转矩的平均值会大于转矩的给定值,而当电机运行于高速时,电机输出转矩的平均值小于转矩的给定值。转矩滞环容差对转矩的影响比较复杂,在低速和高速情况下都会导致转矩周期性的锯齿形波动