异步电机的直接转矩控制.doc

通过磁通减弱速度的操作来研究对异步电机直接转矩控制 概要-对于异步电机直接转矩控制，弱磁运行时需要当电机的运动速度超过额定速度。确定弱磁运行点的关键是速度的控制。在本文中，定子磁链的定义是通过最大平均同步速度来直接控制算法以及计算公式。在此基础上，通过torque-slip定子磁场来定向控制模型的建立。弱磁运行区域可通过2个必要条件，最大平均同步转速和扭矩必须分别超过额定转速和阻尼力矩（阻尼转矩和负载转矩时加载），并且弱磁运行点是根据定子铁芯确定的。功率和电流的公式，分别给出了弱磁通过运行点来检查安全领域的。实验结果证明了文中方法的正确性和有效性来确定弱磁的。 关键词 —直接转矩控制，弱磁，感应电机。 一、简介 直接转矩控制（直接转矩控制）已发展为一个新的技术的交流驱动器[ 1]-[ 2]。今天，直接转矩控制和风险投资（向量控制）已成为最常用的方法在交流传动控制领域[ 3]-[ 7]。与传统的磁场定向控制技术，直接转矩控制算法不需要坐标变换和脉宽调制调节器，从而使控制策略与结构变得简单。在直接转矩控制提出和发展后[ 8]，该算法也被发扬光大在永磁同步电机[9]和[13 - 17]无刷直流电机控制领域。 电机在弱磁区的运作所需的许多应用中，[ 18 ]提出了最大转矩电流控制比方案，并在[ 19]永磁同步电机直接转矩控制，弱磁运行中进行分析。对于无刷直流电机弱磁的运行，[ 20]和[ 21]已经作出的假设磁场分别是班轮和正弦。[ 22]用谐波分析方法，它采用d - q模型分析了基波和谐波。 在本文中，定子磁链最大平均同步速度被定义，然后给出的估算公式之间的关系和对定子磁链给定最大平均同步转速和定子磁链振幅的分析，因此第一个必要条件异步电机磁通减弱的速度也就是定子磁链在弱磁点最大平均同步速度必须大于电机运行速度。然后torque-slip异步电机模型推导出最大平均同步速度，其中第二个必要条件，异步电动机的磁通减弱操作速度被获得，最大平均同步速度在弱磁点的扭矩必须大于阻尼力矩（当加载时的阻尼转矩和负载转矩）对于被两个必要条件和最佳的弱磁运行点获得的弱磁区的定子铁芯做出的利用分析 。在权力的限制和目前的操作点进行检查。电机弱磁运行点所确定的算法，本文提出说明了实验结果。 最大平均同步速度 在异步电动机直接转矩控制算法中，定子磁链最大平均同步速度的定义是：当定子磁链继续循环转动时（这儿是非零向量和反向向量），这个平均速度就是定子磁链最大平均同步速度。 如图1所示的是定子磁链最大平均同步速度计算图表。在那里，D是滞后的带宽，它已被假定为。点A是在α固定轴和以下方程获得的： 这儿是非零向量，并且定子磁链的运动周期是： 图1。最大平均计算定子磁链同步速度计算图表 然而它已被假定，根据几何关系，给出了下列表达式： 因此，定子磁链的最大平均同步速度大约可以计算如下： 当电机需要运行在，定子磁链已经减少，这时获得。因此，异步电机弱磁运行速度的第一个必要条件是在定子磁链已经减少后，最大平均同步速度要高于电机的运行速度，这时： 三、感应电机转矩模型 IM的稳态模型在同步旋转坐标d-q可以被表示成矩阵形式如下： 把带进去，力矩表示为： 当保持一定，图表中和的变化如图2所示。在图2中，点A对应的最大理论扭矩，可以写为： 然后忽略定子和转子漏电感，假设，所以在电机正常运作时，已假定。 在图2中重线显示的是作业区的感应电机。当电机运行在一定的速度，这是不可能有无负载或有不同的负载量，从而使电机的电磁转矩不同。在直接转矩控制中，图2中C点是操作点，当电动机在一定的速度（空载）。当需要运行在恒定速度（加载），当定子磁链在运动周期时，减少一些零向量可以提高定子磁链的平均同步速度，从而提高滑移和电磁转矩，并且使操作点从C点移动到D点 。此外，如果负载增加，一些零向量必须相应降低，然后操作点D继续向上走直到达到极限点B。在这一点上，没有任何零向量和运行在最大平均同步速度的定子磁链，因此扭矩点B被定义为平均最大同步速度转矩。 在直接转矩控制感应电机系统中，定子磁链的振幅是恒定的，所以当电机工作在一定的速度，电机转矩变化会随着定子磁链平均同步速度的变化而变化。 图2。torque-slip模型图 图3。最大平均速度同步定子磁链和转矩的关系图 在一个中断周期，推进向量是用来增加瞬时滑动，从而增加电磁转矩。然而零向量的引进是为了立即改变负滑。从而电磁转矩会迅速下降。总的来说，在一个定子磁链运动周期，采用零向量实际上是调整的定子磁链平均速度，因此电机电磁转矩的变化，即实现速度控制操作。 电机机械运动方程（空载）是由: 对于