基于MATLAB的異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真研究指導(dǎo)老師：答辯

人：班

級：學(xué)

號：畢業(yè)論文框架一.緒論二.直流轉(zhuǎn)矩控制原理三.直接轉(zhuǎn)矩控制的仿真四.結(jié)論與展望一.畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)掌握異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理。分析空間電壓矢量與定子磁鏈、電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的關(guān)系。介紹圓形和六邊形磁鏈軌跡的原理和結(jié)構(gòu)。分析圓形磁鏈軌跡DTC，并建模和仿真。二.異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型異步電機(jī)物理模型無論異步電機(jī)是繞線式還是鼠籠式，都將它等效成繞線轉(zhuǎn)子，按照折算前后的轉(zhuǎn)子每相匝數(shù)都相等的原則折算到定子測。1.電壓方程=+p為定子各相繞組電阻，p為對時間的微分算子。2.磁鏈方程=LAA、LBB、LCC、Laa、Lbb、Lcc是各相繞組的自感，其余為互感。3.轉(zhuǎn)矩方程p為電動機(jī)對數(shù)4.運(yùn)動方程TL為負(fù)載轉(zhuǎn)矩，Te為電動機(jī)額定輸出轉(zhuǎn)矩，J為機(jī)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量為電動機(jī)的角速度，三、兩相靜止坐標(biāo)系下的異步電機(jī)方程通過對三相靜止坐標(biāo)系下的電動機(jī)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行坐標(biāo)變換，可以建立起參考坐標(biāo)下的電機(jī)模型，直接轉(zhuǎn)矩控制就是在

定子的靜止兩相坐標(biāo)系下分析電機(jī)的。三相坐標(biāo)系下和兩相坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型四、直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理由運(yùn)動系統(tǒng)的運(yùn)動方程式得， 其中 為電磁轉(zhuǎn)矩， 為負(fù)載轉(zhuǎn)矩， 為系統(tǒng)慣性常數(shù)。若改變

的大小，則可以改變加速度的大小，從而改變速度的大小。由此可知，調(diào)速系統(tǒng)究其根本是控制轉(zhuǎn)矩。由轉(zhuǎn)矩方程數(shù)，轉(zhuǎn)子磁鏈其中 均為常的幅值由負(fù)載決定， 受定子磁鏈平均速度的約束，在一定條件下恒速旋轉(zhuǎn)。由此可知，要想改變轉(zhuǎn)矩的大小，只能改變定子磁鏈的幅值和相位。綜上所述，直接轉(zhuǎn)矩控制的重點(diǎn)是如何控制定子磁鏈的幅值和相位，從而達(dá)到控制轉(zhuǎn)速的目的。五、六邊形磁鏈直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)六邊形磁鏈控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖19六、圓形磁鏈直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)在六邊形磁鏈軌跡直接轉(zhuǎn)矩控制中，每1/6控制周期磁鏈開關(guān)一次，導(dǎo)致低速時轉(zhuǎn)矩脈動大。減小轉(zhuǎn)矩脈動，是使磁鏈軌跡接近圓形的方法。一種有效的方法是通過合理選擇非零電壓空間矢量和零電壓空間矢量的順序和其給出時刻，將定子磁鏈的幅值變化限制在一定的容差范圍內(nèi)，進(jìn)而獲得旋轉(zhuǎn)的圓形磁鏈軌跡。圓形磁鏈直接轉(zhuǎn)矩控制結(jié)構(gòu)原理圖七、直接轉(zhuǎn)矩控制的仿真根據(jù)三相靜止坐標(biāo)系下的電壓方程、磁鏈方程、轉(zhuǎn)矩方程以及運(yùn)動方程建立電壓、磁鏈、轉(zhuǎn)矩和速度等異步電動機(jī)仿真模型的模塊。異步電動機(jī)仿真模型由于六邊形磁鏈控制在低速情況下導(dǎo)致定子磁鏈畸變嚴(yán)重，電流諧波分量大并且轉(zhuǎn)矩大；在高速范圍內(nèi)磁鏈控制轉(zhuǎn)速響應(yīng)迅速，電流諧波分量小，并且轉(zhuǎn)矩脈動較小，適于電動機(jī)高速范圍內(nèi)。所以需要確定圓形磁鏈軌跡直接轉(zhuǎn)矩控制模型的正確性及不同速度域中該模型的動靜態(tài)性能，并分析得出此模型的適用范圍。低速域仿真波形低速時采用圓形磁鏈控制具有電流諧波分量小、轉(zhuǎn)矩脈動較小、對于負(fù)載擾動響應(yīng)迅速的優(yōu)越性能。高速域仿真波形高速范圍內(nèi)圓形磁鏈控制的優(yōu)良的動、靜態(tài)性能。低速和高速仿真得到的定子磁鏈軌跡圖，可以看出在圓形磁鏈控制中磁鏈軌跡光滑，磁鏈脈動小，近似圓形。仿真結(jié)果表明，圓形磁鏈控制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)電流諧