第八讲 异步牵引电动机直接转矩控制.pptVIP

第八讲异步电机直接转矩控制 一、直接转矩控制技术的产生 1985年，德国鲁尔大学教授戴潘布洛克（M·Depenbrock)首次提出了直接转矩控制的理论，接着1987年又把它推广到弱磁调速范围。直接转矩控制技术（全称直接转矩控制磁场定向变频调速技术，简称直接自控制技术，英文简称DSC［Direct Self-Control],德文简称DSR［Direkte Selbstregelung])是一种更先进的交流传动控制技术，它在很大程度上克服了矢量控制技术中计算复杂、特性易受电机参数变化影响、实际性能难以达到理论分析结果的缺点。从而获得更好的静动态电气传动性能。 二、逆变器输出的电压矢量 三相电压值UA、UB、UC的表示 逆变器输出的电压空间矢量方程 三、电机磁链轨迹及其控制 四、直接转矩控制原理 1、在定子磁链幅值保持恒定的条件下，电机转矩与定子磁链与转子磁链之间的夹角γ的正弦成正比，与定子磁链对转子磁链的转差速度近似成正比。 五、直接转矩控制系统的结构框图 六 ． 磁链、转矩滞环控制工作原理 思考题 什么是电压矢量？ 电机磁链轨迹如何控制？ 直接转矩控制原理？ 直接转矩控制技术的特点 ？ * * Ud+ Ud- U V W 180°导电电压型两点式逆变器 用SA、SB、SC分别表示A、B、C三相的开关状态 SA=1时为A相上桥臂导通，下桥臂截止 SA、SB、SC六个开关可组成23=8种状态，分别表示为S0—S7 三相电压值UA、UB、UC表示为 (000)、(100)、(110)、(010)、(011)、(001)、(101)、 (111) 用矢量表示为 式中α=e j2π/3为单位矢量 当忽略定子电阻时，得到定子磁链与输入电压有如下关系 1、通过选择电压矢量，可直接控制电动机磁链的运动轨迹（幅值和方向）。 2、通过控制开关状态切换频率，就可以控制磁链旋转速度。 2、由于漏感的存在转子磁链的时间常数比定子的要大，在定子磁链矢量变化时，转子磁链的变化速度较定子磁链的变化速度迟缓，可认为转子磁链矢量为常数。因此，控制定子磁链的速度变化就可以控制定子磁链与转子磁链之间的夹角γ，从而通过直接控制电动机的磁链，就可以直接控制电机转矩。 磁链、转矩滞环控制的目的是将磁链、转矩的实际值的变化限制 在一定的范围内。 图中Te为转矩的实际值，Tref为转矩的参考值，2ε为滞环环宽，这三个量在滞环比较器中作为输入，输出为电压矢量的状态 转矩滞环控制原理 转矩不变化 |Te －Tref|﹤ε 要求增加转矩 Te - Tref≦-ε 要求减小转矩 Te - Tref≧ε 转矩的滞环环宽决定了转矩的波动频率，同时也决定了逆变器开关元件的开关频率，低频时或高频时，为减小谐波含量，可适当减小环宽，使电压矢量变化得快些。 磁链的滞环控制原理 磁链的滞环控制原理与转矩的相同，它以使磁链沿近似圆形的轨迹运动，从而保持磁链的幅值恒定为控制目标。 保持磁链不变 | ψ e － ψ ref|﹤ε 要求增加磁链 ψ e - ψ ref≦-ε 要求减小磁链 ψe - ψ ref≧ε 七、直接转矩控制技术的特点 信号处理简单 磁场定向采用定子磁链 采用空间矢量分析、控制概念简捷、清晰 直接对转矩进行控制 直接滞环比较（Band-Band）控制方式 八、直接转矩控制技术的发展 1、全数字化控制（DSP的应用） 2、低速范围内的间接转矩控制技术（ISR） 低频定子磁链检测 低频空间矢量输出 定子电阻的辩识 3、高速内的直接转矩控制技术（DSR） 4、弱磁范围内的直接转矩控制技术（FS）